Кіріспе

Хомо сапиенс түріндегі протеинді кодтайтын ген – Версикан – адам тіндерінің әртүрлі түрлерінде кездесетін ірі жасушадан тыс матрицалық протеогликан. Ол VCAN генімен кодталады. Версикан – 1000 кДа-дан асатын молекулалық массасы бар ірі хондроитин сульфаты протеогликаны. 1989 жылы Циммерманн мен Руослахти фибробласт хондроитин сульфаты протеогликанының негізгі белгісін клондап, оның тізбегін анықтады. Олар оны оның әмбебап модульдік құрылымын ескере отырып, версикан деп атады. Версикан лектикан ақуыздар отбасысына жатады, ал аггрекан (шеміршекте көп), бревикан және нейрокан (нерв жүйесінің протеогликандары) басқа мүшелері болып табылады. Версикан сондай-ақ хондроитин сульфаты протеогликан ядролық белок 2 немесе хондроитин сульфаты протеогликан 2 (CSPG2) және PG M деп те аталады.

Құрылымы

Бұл протеогликандар гомологты N-терминал, C-терминал және гликозаминогликан (GAG) байланыстыру аймақтарымен ортақ. N-терминалды (G1) шар тәрізді домен Ig-секілді циклдан және екі байланыс модулінен тұрады, сондай-ақ гиалуронанға (HA) байланысу қабілетіне ие. Версикан 5 изоформада кездеседі: V0, V1, V2, V3, V4. Версикан V0-ның орталық домені GAG α және GAG β домендерін қамтиды. V1 изоформасында GAG β домені, V2-де GAG α домені, V3-те GAG тіркелу домендері жоқ, ал V4 GAG β доменінің бір бөлігін қамтиды. ГАГ-тар қайталанатын дисахаридтік бірліктерден құралғандықтан, протеогликандардың теріс зарядына және көптеген басқа да қасиеттеріне үлес қосады. C-терминалды (G3) шар тәрізді домен бір немесе екі эпидермалық өсу факторының (EGF) қайталануынан, C типіндегі лектин доменінен және комплементті реттеуші ақуызға (CRP) ұқсас доменнен тұрады. C-терминалды домен ECM-де лектикандардың функцияларына маңызды үлес қосатын әртүрлі лигандтарды байланыстырады.

Функция

Версиканның жасушалардың жабысуы, қозғалуы және көбеюіндегі рөлі жан-жақты зерттелген. Версикан көбінесе жабысуға қарсы әрекет ететін молекула ретінде қарастырылады. Версиканның ірі мөлшері (>1000 кДа) және суды ұстау қабілеті ескерілгенде, интегралдардың (жасушалардың жабысу молекулаларының кең отбасы) жасуша бетіндегі рецепторларымен өзара әрекеттесуіне кеңістіктік кедергі келтіруі мүмкін. Версиканның экспрессиясы қан тамырлары, тері және дамитын жүрек сияқты әртүрлі ересек тіндерде байқалады. Қан тамырларының тегіс бұлшық жасушалары, тері эпителий жасушалары және орталық және шеткі жүйке жүйесінің жасушалары – версиканды физиологиялық жағдайда өндіретін жасуша түрлерінің бірнеше мысалы. Версикан даму процесіне қатысады, жүрек қалыптасуы үшін маңызды эмбриональды жасушалардың қозғалуын бағыттайды және нейрокрест жасушаларының қозғалу жолын белгілейді.

N-тұтынушы

Версиканның N-терминалы гиалуронанмен өзара әрекеттесу арқылы ЭКМ-нің тұтастығын сақтауда маңызды рөл атқарады. Оның байланыстырушы ақуызбен (link protein) өзара әрекеттесуі де зерттелген.

Гликозаминогликанның байлану аймағы

Версиканның орталық аймағы гликозаминогликандармен әшекейленген. Версиканның құрылымдық және функционалдық әртүрлілігі GAG сульфация үлгілерінің және негізгі белокқа байланысқан GAG тізбектерінің түрлерінің өзгеруімен артады. Бір версикан гені бар, бірақ оның мРНҚ-сының баламалы тігілуі 4 түрлі версикан изоформасын құрайды, олардың GAG тізбектерінің болу мүмкіндігімен ерекшеленеді. Барлық изоформаларда N-терминалды (HA байланысу) және C-терминалды (лектинге ұқсас) домендері бар. Версикан V0 орталық домені GAG α және GAG β домендерін қамтиды. V1 изоформасы GAG β доменін, V2 – GAG α доменін, ал V3 – GAG тіркелу домендерін қамтымайды және тек N-терминалды және C-терминалды шар тәрізді домендерден тұрады. Изоформалардың әртүрлі тіндерде әртүрлі экспрессияланатыны белгілі. Баламалы тігілудің биологиялық маңызы әлі анықталған жоқ. Олардың теріс зарядталған сульфаттары немесе карбоксил тобы болғандықтан, хондроитин сульфат тізбектері белгілі бір өсу факторлары, цитокиндер және хемокиндер сияқты оң зарядталған молекулаларға тартылады. Бұл өзара әрекеттесу жасушадан тыс матрицада немесе жасуша бетінде осы факторлардың бекітілген градиенттерін қалыптастыру, оларды протеолитикалық ыдыраудан қорғау және оларды жасуша бетіндегі нақты рецепторларға ұсыну үшін маңызды. Версиканның лейкоциттердің адгезиялық молекулалары L-селектин, P-селектин және CD44-пен байланысуы версиканның CS тізбектерінің осы молекулалардың көмірсутек байланысу домендерімен өзара әрекеттесуі арқылы да жүзеге асады. CD44 және L-селектиннің екеуі де лейкоциттердің қозғалысына қатысады. Версиканның көптеген хемокиндерге байланысу қабілеті және мұндай байланысудың биологиялық салдары да зерттелді. Версикан өзінің CS тізбектері арқылы нақты хемокиндерге байланыса алады және бұл өзара әрекеттесу хемокиндердің функциясын төмендетеді. Соңғы кезде, версиканның V1 және V2 изоформаларының жасушалардың көбеюіне қарама-қарсы әсер ететіні туралы нәтижелерді ескере отырып, гликозаминогликан доменінің GAG β версиканның жасушалардың көбеюін күшейтуіне және версиканның жасушалардың апоптозын азайтуына қатысты екені анықталды.

С-терминал

Версиканның С терминалы матрицадағы әртүрлі молекулалармен өзара әрекеттеседі. Лигандтардың маңызды бір тобы – тенасциндер тобы. Мысалы, версиканның С лектин домені, кальцийге тәуелді түрде, in vivo фибронектиннің III (FnIII) типіндегі 3-5 қайталау домені арқылы tenascin R-мен өзара әрекеттеседі. Тенасиннің әртүрлі домендері жасушалық рецепторлардың кең спектрімен, оның ішінде интегралдармен, жасушалық адгезия молекулаларымен және синдекан мен глипикан протеогликандарының отбасы мүшелерімен өзара әрекеттеседі. Версиканның С терминалды домені дамитын жүректе версикан экспрессиясымен байланысты болатын фибулин 2 ақуызымен өзара әрекеттеседі. Версиканның С терминалының EGF домені де in vivo EGF рецептор молекуласын байлайды.

Клиникалық маңызы

Версикан қабынудың маңызды факторы болып табылады, ол қабынулы лейкоциттердің бетіндегі адгезиялық молекулалармен және қабыну клеткаларын тартуға қатысатын хемокиндермен өзара әрекеттесу арқылы жүзеге асырылады. Ересектердің орталық нерв жүйесінде версикан перинейроналдық желілерде табылады, онда ол синапстық байланыстарды тұрақтандыруға көмектеседі. Версикан орталық нерв жүйесі зақымдалғаннан кейін нерв жүйесінің қалпына келуін және аксондардың өсуін тежеуге қабілетті.

Қатерлі ісік және метастаздар

Версиканның экспрессиясының жоғарылауы жиі түрлі ісіктердің өсуінде байқалады, мысалы, сүт безі, ми, жұмыртқалық, асқазан-ішек жолы, простата, меланома, саркома және перитонеалдық мезотелиома тіндерінде. Адамның сүт безі қатерлі ісігінде V1-ге ұқсас, бірақ бета-GAG аймағы қысқарған V4 деп аталатын версиканның бесінші изоформасы кездеседі және оның экспрессиясы жоғарылайды.

Өкпе аурулары

Версикан созылмалы обструктивті өкпе ауруы (ХОБП), астма және бронхиолит облитераны синдромы (БОС) сияқты қабыну өкпе ауруларында өкпе тінінің жасушадан тыс матрицасы өзгерген кезде артады. Жасушалар (миофибробластар, макрофагтар және басқа да қабыну жасушалары) версиканның жоғары концентрациясы бар жасушадан тыс матрица арқылы оңайрақ миграциялай алады.

Тері аурулары

Версиканның жинақталуы қалыпты теріде байқалмайды, бірақ келоидтық жараланған кезде торлы дермада табылады. Келоид – бұл жараның қалыпты жазылу үдерісі бұзылып, тері тінінің шектен тыс өсуіне алып келетін жағдай.

Өзара әрекеттесулер

Версикан гиалуронанмен және байланыстырушы ақуызбен (гиалуронан мен протеогликан байланыстырушы ақуыз 1; HAPLN1) өзара әрекеттеседі.