神經元黏附分子

神經元吸附分子 (Neural Cell Adhesion Molecule, NCAM, 又稱為表面抗原分化簇-56 CD56) 是一種同類親和性的吸附蛋白，換言之同樣在細胞膜上表現這種醣蛋白的細胞傾向於相互黏附。這類細胞包括神經元、神經膠質細胞、骨骼肌細胞與自然殺手細胞。現有證據顯示 NCAM 在細胞間的吸附[1]、神經元突觸形成(包含樹突與軸突)、神經突觸可塑性(synaptic plasticity)、於是亦同大腦學習與記憶形成功能相關。

Neural cell adhesion molecule 1
神經元黏附分子1
PDB rendering based on 1epf.
有效结构
PDB 直系同源检索：PDBe, RCSB
标识
代号 NCAM1; CD56; MSK39; NCAM
扩展标识 遗传学：116930 鼠基因：97281 同源基因：40754 GeneCards: NCAM1 Gene
EC編號 2.7.11.1
RNA表达模式
更多表达数据
直系同源体
物种 人类 小鼠
Entrez 4684 17967
Ensembl ENSG00000149294 ENSMUSG00000039542
UniProt P13591 P13595
mRNA序列 NM_000615 NM_001081445
蛋白序列 NP_000606 NP_001074914
基因位置 Chr 11:
112.83 – 113.15 Mb		 Chr 9:
49.5 – 49.8 Mb
PubMed查询

型態、結構域(domains)與同類親合性(homophilic)

NCAM 屬於免疫球蛋白超家族 (Immunoglobulin superfamily, IgSF)中的一類醣蛋白。在轉譯過程中NCAM的編碼mRNA透過可變剪接(alternatve splicing)的機制，被裁切成(從中切除並依序黏起，一般並不調換順序或重組，故類似電影剪接膠捲之過程)至少27種同位形(isoforms)，提供NCAM分子豐富之多型性。[2]

三種主要的NCAM同位形，它們之間差別僅在於處於細胞質一端的結構域不同(cytoplasmic domain)：

  • NCAM-120kDa（无胞内結構域，由醣磷脂醯肌醇 (Glycophosphatidylinositol，GPI)錨定在细胞外表面)
  • NCAM-140kDa（胞内結構域较短）
  • NCAM-180kDa（胞内結構域较长）

NCAM位於細胞外的部分包含五個類免疫球蛋白結構域(Ig domains)，以及兩個III型纖維黏接蛋白(fibronectin-III, FNIII)結構域。Ig-like domains 與同類親和性有關，FNIII domains 則和神經突觸的生長與外延有關。

NCAM分子的同類親合特性有兩種結合方式，分別是相對(trans)與相鄰(cis)，目前對於NCAM的分子機構是怎樣使兩種組態都能具有親和性(同時又具有專一性)只有初步的結論，已被提出的一個模型[3]說明當兩者以trans位互相結合時，五個Ig domains以反向平行的方式(54321對12345)結合，或者只使用前端的IgI, IgII 互相結合(如小指頭打勾狀)；當以cis位結合時只牽涉到IgI對III，或IgI對II的結合，但多對NCAM分子之間卻可以形成多聚複合體藉以穩定結合。兩種結合方式的NCAM分子都可以發出促進之信號，以利前述之神經元突觸生長。

次要外顯子

給予NCAM另一層次複雜性的，是所謂的次要外顯子，在前述的RNA剪接過程中會被加入，因而出現在最後表現的蛋白中以改變其特性：

  • VASE (VAriable domain Spliced Exon 可變結構域切割外顯子) 被認為與抑制前述神經元突觸誘生作用有關。
  • MSD (Muscle Specific Domain 骨骼肌特異結構域) 被認為與骨骼肌原母細胞之融合有關 [4]

MSD外顯子之產物，在骨骼肌處出現在全部三種(前述的)同位形當中，於是使這些蛋白亞型的分子量高於不表現MSD者，於是對應到 的是 NCAM-125, NCAM-145, 和 NCAM-185同位形。但最常見的是 NCAM-125。[4]

轉譯後修飾

主要是在IgV Domains上加上多聚唾液酸（polysialic acid，PSA），這種修飾被認為會削除NCAM的同類親合活性，於是可能在細胞的遷移(migration)與侵入(invasion)扮演重要角色。 多聚唾液酸修飾已證明對學習與記憶的形成有至關重大的影響－－使用內神經氨酸苷酶（endoneuraminidase，EndoN）移除海馬迴處神經元NCAM分子上的修飾後，長期增益性作用(Long-term potentiation, LTP)與長期抑勢作用(Long-term depression, LTD)的形成都受到顯著損害。[5][6][7]

功能

NCAM 引發突觸生長被認為是藉由成纤维细胞生长因子受体（FGFR）並觸發 p59Fyn訊息路徑。

病理

在解剖病理學領域，病理學家使用CD56(NCAM)作為特定腫瘤型態之標記。經免疫組織染色(immunohistochemistry)後顯現者包含：

  • 正常細胞 - 自然殺傷細胞(NK cells), 活躍狀態之T淋巴球, 腦部組織與小腦, 神經內分泌 組織。
  • 腫瘤細胞 - 橫紋肌肉瘤(rhabdomyosarkoma)、多發性骨髓瘤, 骨髓性白血病細胞, 神經內分泌瘤, 威爾姆氏腫瘤 (肾母细胞瘤，Wilms' tumor), 成人 神經母細胞瘤, NK/T 細胞 淋巴癌, 胰腺泡(acinar)細胞癌, 腎上腺嗜鉻細胞瘤, 副神經節瘤(paraganglioma), 小細胞肺癌, 以及Ewing氏肉瘤腫瘤家族。

Anti-NCAM 療法

NCAM 曾被用於實驗性的癌症免疫治療的標靶分子，並使用放射性免疫結合物 123J-UJ13a or 131J-UJ13a 成功的在兒童身上定位了轉移的神經母細胞癌(neuroblastoma)。

在兩項臨床試驗中，罹患小細胞肺癌之患者被給予抗-NCAM之免疫毒性蛋白huN901-DM1，而得到接受範圍以內的毒性與可觀察到的臨床反應。[8]

参考文献
  1. . [2011-11-09]. （原始内容存档于2018-02-20）.
  2. Reyes AA, Small SJ, Akeson R. . Mol Cell Biol. 1991, 11 (3): 1654–61. PMC 369464 可免费查阅. PMID 1996115.
  3. . [2011-11-09]. （原始内容存档于2021-11-18）.
  4. Suzuki M, Angata K, Nakayama J, Fukuda M. . J Biol Chem. 2003, 278 (49): 49459–68. PMID 13679364. doi:10.1074/jbc.M308316200.
  5. Becker, C. G., Artola, A., Gerardy-Schahn, R., Becker, T., Welzl, H., and Schachner, M. . J Neurosci Res. 1996, 45 (2): 143–52. PMID 8843031. doi:10.1002/(SICI)1097-4547(19960715)45:2<143::AID-JNR6>3.0.CO;2-A.
  6. Stoenica L, Senkov O, Gerardy-Schahn R, Weinhold B, Schachner M, Dityatev A. . Eur J Neurosci. 2006, 23 (9): 2255–64. PMID 16706834. doi:10.1111/j.1460-9568.2006.04771.x.
  7. Senkov O, Sun M, Weinhold B, Gerardy-Schahn R, Schachner M, Dityatev A. . J Neurosci. 2006, 26 (42): 10888–109898. PMID 17050727. doi:10.1523/JNEUROSCI.0878-06.2006.
  8. Jensen M, Berthold F. . Cancer Lett. 2007, 258 (1): 9–21. PMID 17949897. doi:10.1016/j.canlet.2007.09.004.

外部链接
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