サイトケラチン

サイトケラチンは、上皮組織の細胞質内細胞骨格に見られるケラチンタンパク質です。それらは、細胞が機械的ストレスに抵抗するのを助ける中間フィラメントの重要な成分です。上皮細胞内でのこれらのサイトケラチンの発現は、主に特定の器官または組織に特異的です。したがって、それらは様々なヒト腫瘍の起源の細胞を識別するために臨床的に使用されます。

ネーミング

「サイトケラチン」という用語は、細胞内のケラチン中間径フィラメントのタンパク質サブユニットが最初に同定され特徴付けられた1970年代後半に使用され始めました。 2006年、哺乳類のケラチンの新しい体系的な命名法が作成されました。以前は「サイトケラチン」と呼ばれていたタンパク質は、単にケラチン（ヒト上皮カテゴリー）と呼ばれています。たとえば、cytokeratin-4（CK-4）はkeratin-4（K4）に名前が変更されました。しかし、彼らはまだ一般的に臨床診療でサイトケラチンと呼ばれています。

タイプ

サイトケラチンには、酸性のI型サイトケラチンと塩基性または中性のII型サイトケラチンの2つのカテゴリがあります。各カテゴリー内で、サイトケラチンは低分子量（LMWCK）から高分子量（HMWCK）までサイズの小さい順に番号が付けられています。サイトケラチンは、通常、同様のサイズの酸性および塩基性サブユニットのヘテロダイマーペアに見られます。

	ベーシックCK （タイプB /クラスII）	酸性CK （タイプA /クラスI）
HMWCK 「扁平上皮ケラチン」	CK-1 CK-2 CK-3 CK-4 CK-5 CK-6	CK-9 CK-10 CK-11 CK-12 CK-13 CK-14 CK-15 CK-16 CK-17
LMWCK 「シンプルなケラチン」	CK-7 CK-8	CK-18 CK-19 CK-20

これらのサイトケラチンの発現は、主に器官または組織に特異的です。上皮細胞が発現するサイトケラチンのサブセットは、主に上皮の種類、最終分化の過程の瞬間、および発達段階に依存します。したがって、特定のサイトケラチン発現プロファイルにより、上皮細胞の同定が可能になります。さらに、これは上皮の悪性の対応物（癌）にも当てはまります。これは、サイトケラチンのプロファイルが一般的に保持されているためです。したがって、免疫組織化学技術によるサイトケラチン発現の研究は、外科病理学における腫瘍診断および特性評価に広く使用されている計り知れない価値のあるツールです。

サイトケラチン	サイト
サイトケラチン4	角膜および移行上皮を含む非角化扁平上皮
サイトケラチン7	腺上皮とその腫瘍のサブグループ移行上皮および移行がん
サイトケラチン8	消化管、呼吸器、泌尿生殖器の腺上皮、内分泌細胞と外分泌細胞、および中皮細胞上記のものに由来する腺癌
サイトケラチン10	角質化層化上皮高分化扁平上皮癌の分化した領域
サイトケラチン13	角膜を除く非角化扁平上皮
サイトケラチン14	重層および複合上皮の基底層
サイトケラチン18	消化管、呼吸器、泌尿生殖器の腺上皮、内分泌細胞と外分泌細胞、および中皮細胞上記のものに由来する腺癌
サイトケラチン19	腺型上皮がん肝細胞や肝細胞癌とは反応しない
サイトケラチン20	腺型上皮。シグネットリング/ラウンドクリアセル消化管間質腫瘍（Krukenberg）

分子生物学

サイトケラチンは、30の遺伝子を含むファミリーによってコードされています。それらのうち、20は上皮遺伝子であり、残りの10はトリコサイトに特異的です。

すべてのサイトケラチン鎖は、中央のαヘリックスリッチドメイン（同じタイプのサイトケラチン間で50-90％の配列同一性、異なるタイプのサイトケラチン間で約30％）と非α-ヘリックスN-およびC-端末ドメイン。 αヘリックスドメインは310〜150個のアミノ酸を持ち、7残基のパターンが繰り返される4つのセグメントを含みます。この繰り返しパターンでは、1番目と4番目の残基は疎水性であり、荷電残基は交互に正と負の極性を示し、極性残基がらせんの片側に位置します。鎖のこの中央ドメインは、ケラチン構造の分子配列を提供し、溶液中で鎖がコイル状二量体を形成します。

I型およびII型サイトケラチン鎖の末端ドメイン配列は、rod体ドメインの両側にサブドメインV1およびV2を含み、それらはサイズおよび配列が可変です。タイプIIは、それぞれ36および20残基を含む保存されたサブドメインH1およびH2も提示します。サブドメインV1およびV2には、グリシンおよび/またはセリンが豊富な残基が含まれ、前者はサイトケラチン鎖に強い不溶性の特徴を与え、他の分子との相互作用を促進します。これらの末端ドメインは、特定の上皮細胞タイプに特徴的なサイトケラチン鎖の機能を定義する上でも重要です。

サイトケラチングループの2つの二量体は、逆平行結合によりケラチン四量体になります。このサイトケラチン四量体は、サイトケラチン鎖の主要な構成要素であると考えられています。サイトケラチン四量体の頭と尾の結合により、プロトフィラメントが生成され、これがペアで絡み合ってプロトフィブリルを形成します。 4つのプロトフィブリルが1つのサイトケラチンフィラメントに置き換わります。

細胞生物学

細胞質では、ケラチンフィラメントは、核の表面から細胞膜まで伸びる複雑なネットワークに適合しています。多数のアクセサリータンパク質が、そのような構造の発生と維持に関与しています。

原形質膜と核表面の間のこの関連は、細胞質と細胞のコミュニケーション機構の組織に重要な意味を提供します。核の支持と細胞への引張強度の提供に関して提供される比較的静的な機能とは別に、サイトケラチンネットワークは、有糸分裂や有糸分裂後の細胞などのより動的な細胞プロセスに重要な意味を持つ、迅速なリン酸交換を介した解重合を受けます動きと分化。

サイトケラチンは、デスモソームおよびヘミデスモソームと相互作用するため、細胞間接着および基底細胞の基礎となる結合組織結合に協力します。

サイトケラチンがその3つの成分の1つである真核細胞骨格の中間フィラメントは、細胞膜の基礎となるアンキリンおよびスペクトリン複合タンパク質ネットワークとも関連することが調査されています。