Во время морфогенеза механические силы генерируются с помощью динамических перестроек межклеточных контактов, а цитоскелет модулирует изменения в форме и подвижности клеток, что трансформирует униформые слои клеток в специализированные трехмерные структуры. По ходу морфогенеза группы клеток д. сохранять слипчивость. Ремоделирование эпителиальных слоев инициируется и поддерживается с помощью инструктивных сигналов ростовых факторов, таких как Wnt, Bmp/Noggin, Notch/Delta, fibroblast growth factors (FGF), epidermal growth factors (EGF) и Hedgehog.

E-cadherin, классический кадхерин, формирует межклеточные контакты путем гомотипических взаимодействий. Еctodomains E-кадхеринов димеризуются и образуют кластеры кальций-зависимым способом, запуская ассоциацию цитоплазматических хвостов кадхеринов с сетью актинового цитоскелета. Вовлечение α- и β-catenin необходимо для этого сцепления с цитоскелетом, что существенно для стабилизации и образования Е-кадхерингом опосредованных межклеточных соединений, adherens junctions (AJs).

Сборка AJ комплексов начинается, когда β-catenin соединяется с С-концом Е-кадхерина и способствует его транспорту по секреторнорму пути. Когда комплекс cadherin–β-catenin достигает плазматической мембраны, то α-catenin рекрутируется из цитозоля и соединяется с комплексом T-кадхерин-β-catenin. α-catenin м. соединяться непосредственно с актиновыми филаментами или непрямо через линкерный белок vinculin, который в свою очередь связывается с VASP. Vinculin м. соединяться непосредственно с актином и является также компонентом контактов клетка-субстат, с т. наз. focal adhesions. VASP участвует как в полимеризации актина, так и в управлении растущими актиновыми филаментами к сайтам клеточной адгезии. Индивидуальные кадхерин–актиновые единицы м. формировать кластеры и стабилизироваться с помощью α-actinin, который связывает поперек соседние актиновые филаменты. Др. катениновый белок, который непосредственно связывается с E-cadherin, это p120. Однако функциональное значение связывания p120 с juxtamembrane областью кадхерина неясно, т.к. имеются противоречивые данные на то, что p120 ведет себя как позитивный или негативный регулятор адгезии. Предполагается, что trans связывание кадхеринов вызывает активацию p120 и усиление адгезии, тогда как внутриклеточная передача сигналов индуцирует ингибирующие эффекты p120.

Кальций стимулирует также desmosomal cadherins (desmogleins и desmocollins) для сборки desmosomes. В противополжность E-cadherin, desmosomal cadherins формируют гетеротипические взаимодействия, которые связаны с промежуточными филаментами (intermediate filaments (IFs)). Связь между десмосоными кадхеринами и сетью IF м. осущестявляться несколькими способами, каждый из которых использует C-терминальный домен desmoplakin (DP) чтобы связаться с IFs. Член семейства plakin цитоскелетных линкерных белков, DP м. функционировать как мостик между IFs за счет ассоциации с juxtamembrane доменом desmocollin. Или он м. соединять IFs с desmogleins путем связывания plakoglobin (PG), который в свою очередь связывается с цитоплазматическим хвостом кадхерина. PG обладает сходными последовательностями с β-catenin и оба м. замещать один другого при образовании AJs. Напротив, α-catenin и DP различны в отношении специфичности связывания цитоскелета с двумя типами межклеточных соединений. DP м. кроме того непрямо ассоциировать с desmocollin и desmoglein за счет соединения с plakophilin, др. родствеником β-catenin.

Рис. 1 показывает эти два типа специализированных кадхерин-опосредованных межклеточнфх соединений. И AJs и десмосомы являются фундаментальными признаками эпителиальных клеток.

Adhesion and the cytoskeleton

Сборка и разборка межклеточных соединений во время морфогенеза сопровождается значительными перестрорйками цитоскелета, которые обеспечивают изменения формы и подвижности клетки. Эти перестройки м. также затрагивать ориентацию митотического веретена и эпителиальную полярность.

Используются green fluorescent protein (GFP)-нагруженные E-cadherin и real time микроскопия для изучения механизмов адгезии на Madin Darby Canine Kidney (MDCK) эпителиальных клетках. На первоначальных стадиях образования кальцием индуцированной межклеточной адгезии E-cadherin, β-catenin и α-catenin образуют отдельные аггрегаты, называемые 'puncta'. Эти cadherin–catenin комплексы соединяются с цитосклетом посредством тонких почков актина, которые образуют мостики между puncta и кортикальным актиновым пояском. На второй ступени 'созревания' межклеточных адгезий, кортикальный актин исчезает и замещается непрерывными линиями актиновых волокон на сторонах контактирующих клеток, расположенных параллельно плазматической мембране (Рис. 2a).

Используя культивируемые первичные эпидермальные кератиноциты от трансгенных и α-catenin условных нокаутных мышей, анализировали последствия разрыва слипчивых соединений с актиновым цитоскелетом. В кератиноцитах дикого типа кальций индуцирует образование филоподия-подобных проекций, оснащенных пучками актина (Рис. 2b). Эти проекции способствуют клеткам обнаруживать, находить и буквально хвататься за сеседей. Использование филоподиальный выпячиваний, по-видимому, является законсервированной промежуточной стадией процесса соединения в слой эпителия. В эмбриогенезе Caenorhabditis elegans , напр., филоподии используются, чтобы подготовить мембраны для быстрого соединения эпителия во время закрытия нервной трубки (ventral closure). У Drosophila melanogaster, филоподиальные выпячивания используются для слияния развивающихся веточек по время морфогенеза трахей и соединения имагинальных дисков во время dorsal closure торакса.

Исходом этих временных клеточных контактов является промежуточная стадия образования слипцивых соединеий (адгезий), называемая адгезивной застежкой (adhesion zipper) (Рис. 2c). Структура , давшая название, состоит из двойного ряда E-cadherin–catenin puncta, каждая из которых закреплена радиальными актиновыми волокнами, она необходима для соединения двух мембран вместе. Адгезивная застежка аналогична менее организованным рядам puncta, обнаруживаемых в эпителиальных клетках, таких как MDCK. В кератиноцитах межклеточная адгезия нуждается в сборке AJ, тогда как десмосомы, по-видимому, участвуют прежде всего во второй ступени.

Dazzling актиновые перестройки, видимые в кальцием и антителами-стимулированных межклеточных соединениях, по крайней мере частично, регулируются Rho семейством малых GTPases. Это семейство включает подсемейство Rho (которое способствует образованию стрессовых волокон), Rac (которое обеспечивает образование ламеллиподий) и Cdc42 (которое генерирует филоподии). Все три подсемейства Rho GTPases участвует в межклеточной адгезии. Антитела используются для стимуляции передачи сигналов E-cadherin путем рекрутирования цитозольного GFP-нагруженного Rac в сайты межклеточных контактов в клетках MDCK. Активированный Rac, по-видимому, усиливает адгезию путем связывания с и ингибирования IQGAP, регуляторной молекулы, котораz м. соединять и отделять α- и β-catenin от AJs. Следовательно, активированный Rac способствует также клеточной подвижности, когда AJs мало или они отсутствуют. Направленная клеточная подвижность является предварительным условием для межклеточной адгезии и образования эпителиальных слоев, т.к. клетки должны сблизиться. Клетки решают эту проблему путем регуляции локализации guanine nucleotide exchange factors (GEFs), который является вышестоящим активатором Rho белков. В условиях, которые способствуют подвижности, белок Tiam1 (T-lymphoma invasion and metastasis gene 1), GEF для Rac, локализуется в ламеллах и бахромной менжетке, но не в неподвижных клетках, Tiam1 обнаруживается в AJs. Локализация активного Rac в AJs м. также регулироваться с помощью phosphatidylinositol-3-OH kinase (PI(3)K),которая активируется с помощью E-cadherin. Напротив, обработка клеток wortmannin, мощным ингибитором PI(3)K регулятором динамики фосфолипидов, блокирует поставку Rac и разрывает межклетоную адгезию. Большинство GEFs имеет pleckstrin homology (PH) домен, которые связывает phosphatidylinositol липиды и делает способными белки попадать в специфические субдомены мембран.

E-cadherin-обусловленная межклеточная адгезия м.б. и результатом активации Cdc42. Доминантно негативная мутация Cdc42 блокирует филоподиальные выпячивания и эпителиальную адгезию при Drosophila dorsal closure. Активация Cdc42 с помощью E-cadherin необходима, чтобы объяснить, как эти адгезивные белки м. устанавливать полярность клеток. PAR/atypical protein kinase C (aPKC) киназный комплекс активируется с помощью Cdc42 и транслоцируется в места межклеточных соединений после стимуляции кальцием. Комплекс PAR состоит из aPKC, PAR3/ASIP (aPKC specific interacting protein) и PAR6, это эволюционно законсервированный четвертичный комплекс с фундаментальной функцией определения клеточной полярности. Предполагается, что Cdc42 индуцирует структурные изменения в PAR комплексе, что позволяет связывать junctional adhesion molecules (JAMs). JAMs являются мембранными белками, котоорые облечают образование плотных соединений, которые часто соседствуют с AJs. Путем генерации поддержки для образования плотных соединений E-cadherin/Cdc42/PAR/aPKC путь м. облегчать образование поляризации апикально-базолареральных мембран клеток.

Способность E-cadherin активировать Cdc42 и PI(3)K м. также служить др. путем полимеризации актина. И Cdc42 и phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate (PIP₂; липидный метаболит, продуцируемый с помощью PI(3)K), функционируют как кофакторы для активации Wilcott-Aldrich Syndrome protein (WASP). WASP, в свою очередь активирует комплекс белков, называемый Arp2/3 (actin-related protein), который м. инициировать образование актиновых веточек из предсуществующих филамент. Образование этих актиновых веточек напоминает тонкие актиновые филаменты, которые исходят из кортикального пояса актина в puncta E-cadherin во время инициальной стадии образования AJ в MDCK клетках.

Добавление стимулирующих anti-E-cadherin антител к цитопластам млекопитающих вызывает стабилизацию микротрубочек. В этой свободной от центросом системе стабилизация происходит на минус концах микротрубочек, которые во всем остальном сохраняют динамическую нестабильность. Лишены ассоциации с центросомами и поляризованные эпителиальные клетки и аксональные выросты нейронов. Более того, показано, что кадхерины у Drosophila регулируют ориентацию асимметричных делений за счет изменения локализации митотического веретена. β-catenin, как известно, ассоциирует с белком, связывающим микротрубочки, APC (adenomatous polyposis coli), а также и с микротрубочками. Др. белками, связанными с соединением микротрубочек со слипчивыми соединениями, являются взаимодействующие с микротрубочками белки EB1 и ACF (actin crosslinking family)-7. APC, EB1 и ACF-7 поставляются в эти сайты межклеточных соединений, где они , по-видимому, контролируют планарную полярность клеток и/или ориентацию полюсов веретена.

Дополнительной функцией привлечения микротрубочек в места межклеточных адгезий м.б. облегчение ретроградного транспорта с плюс концов микротрубочек (на периферии клетки) к минус концам на центросомах (рядом с ядром). К этим концам поставляется и β-catenin, который связывается с молекулярным моторным белком dynein в формирующихся адгезивных соединениях. Функция microtubule-crosslinking белков в этом сайте необходима, чтобы захватывать и прикреплять микротрубочки, которые проецируются в межклеточные контакты, а динеин используется для доставки груза с периферии клетки и транспорта его в центр клетки. Хотя β-catenin м. выполнять критическую функцию в осуществлении сетью микротрубочек восприятия и реакции на динамические перестройки актинорвго цитоскелета.

Adhesion dynamics during development

Значение адгезивных молекул для нормального развития демонстрируется ранней эмбриональной летальностью у нулевых мутантных мышей в разных генах адгезисного аппарата. Напр., эмбрионы мыши без E-cadherin и α-catenin погибают на ст. бластоциста, из-за неспособности формировать трофэктодерму. Эмбрионы без β-catenin погибают после гаструляции. Способность β-catenin-null эмбрионов жить дольше, чем без E-cadherin говорит о функциональном перекрывании β-catenin и PG при формировании AJ. Уникальность функции β-catenin как транскрипционного кофактора в канонической передаче сигналов Wnt signalling. Поздние стадии развития также нуждаются в cadherins. Напр., блокирование антител к N-cadherin , инъецированных эмбрионам кур, вызывает дефект в установлении лево-правосторонней асимметрии. Условное разрушение гена β-catenin в эпидермисе вызывает дефекты в предопределнии судьбы клеток. Условное устранение α-catenin в эпителии кожи вызывает нарушение морфогенеза волосяных фолликулов, частичную потерю полярности, заметную гиперпролиферацию и эпителиальные инвагинации.

Десмосомы также выполняют важную функцию, так устранение PG вызывает сердечнососудистые нарушения , а устранение desmoglein-3 дает мышей с аномалиями кожи. Целенаправленное разрушение desmocollin-1 в коже вызывает гиперпролиферацию и нарушение барьерной функции. DP-null эмбрионы не развиваются дальше эмбриональной ст. (E) 6.5, из-за нарушения функции внеэмбриональных тканей. Тетраплоидное восстановление DP нокаута для изучение эмбриональных постгаструляционных дефектов в сердце и нейрожпителии и сосудистых нарушений и в коже. Наблюдаемые дефекты прежде всего связаны с дегенерацией клеток. Однако, установлено также, что десмосомы участвуют также в сортировке клеток. Показана потребность в запрограммированных флюктуациях в уровнях адгезивных белков во время морфогенеза. Избыточная экспрессия E-cadherin у ранних эмбрионов Xenopus laevis не позволяет β-catenin транслоцироваться в ядро и этим ингибируется индукция дорсальной мезодермы и формирование оси. Учитывая, что Wnt/Wingless сигнализация обязательна для стабилизации β-catenin и способствет его ядерной транслокации, неудивительно, что эти свойства параллельны тем, что обнаруживаются при нарушениях передачи сигналов Wnt/Wingless. Подавление C-cadherin в эксплантантах анимальной шапочки ксенопус эмбрионов эффективно устраняет тканевую элонгацию, возможно блокированием конвергентных выпячиваний этих клеток.

Морфогенез волосяных фолликулов первый пример, как изменение паттерна адгезивных молекул в клетке м. менять форму развивающегося органа. Базальный слой эмбриональной эктодермы присоединен с помощью cell-substratum адгезивных молекул к базальной мембране, которая отделяет жэпителий от подлежащей мезенхимы (дермис). У мышей волосяные фолликулы закладываются в виде синхронных волн, каждая из которых возникает из серии последовательных сигналов, которыми обмениваются эктодерма и мезодерма.

Выявлено три ключевых мезенхимно-эпителиальных изменения, которые дирижируют образованием фолликулов. Первое сообщение, исходит из мезенхимы, инструктируя выше расположенные эктодермальные клетки относительно преобразования кластеров в локальные утолщения (плакоды), которые растут вниз, формируя зародыш волоса или незрелый фолликул. Волосковые плакоды затем передают сигналы, которые вызывают образование кластеров клеток в подлежащей мезенхиме в дермальные конденсаты или дермальные сосочки (dermal papillae), которые окружаются основанием растущего зародвша волоса. Наконец, каждый дермальный сосочек передает сигналы к своим наиболее близко расположенным эпителиальным волосковым зародышевым клеткам (matrix cells), чтобы они м. пролиферировать и дифференцироваться.

В ходе дальнейшей дифференцировки эктодермы меняется паттерн экспрессии межклеточных адгезивных молекул (Рис. 3b). Наиболее выраженным изменением является снижение уровня E-cadherin и индукция P-cadherin в эмбриональной эктодерме, одновременно с получением первого сообщения от дермы и организацией клеток в плакоду. Когда зачаток волоса растет вниз в мезенхимный слой, то P-cadherin экспрессируется на ведущем крае, тогда как остальной эпителий адоптирует довольно униформный паттерн экспрессии E-cadherin. Когда пролиферирующие матричные клетки начинают дифференцироваться, то клетки снова меняют свою базирующуюся на P-cadherin адгезивную систему на E-cadherin систему.

Паттерны дифференциальной экспрессии E- и P-cadherin во время морфогенеза кожи воспроизводятся и в морфогенезе зубов и перьев, возникает вопрос, не участвуют ли подобные измененния паттерна экспрессии кадхеринов в поляризации клеток. Однако, устранение P-cadherin с помощью генного таргеттинга не вызывает видимых изменений в развитии волос или зубов.

Regulation of adhesion dynamics

Тонко регулируемая пространственно-временная экспрессия кадхериновых белков отражает новые усложения в динамике AJ. В самом деле, скорость-лимитирующая ступень в формировании комплексов адгезивных соединений выявляется на уровне экспрессии кадхеринов. Растут доказательства, указывающие на то, что передача сигналов Wnt влияет на стабильность AJs разными способами. Канонический Wnt/Wingless путь передачи сигналов ведет к стабилизации β-catenin путем ингибирования серин-треониновой киназы glycogen synthase kinase-3 (GSK-3), которая обычно маркирует его для деградации. Увеличение цитозольного пула β-catenin м. или усиливать образование AJ или транслоцирует в ядро и транскрипционно активирует formation Lef1/Tcf гены-мишени (Рис. 4a). Увеличение внутриклеточного пула β-catenin с помощью трансфекции клеток Wnts, dishevelled (Dsh), или за счет стабилизации самого β-catenin удлинняет период полу-жизни AJs. Однако, когда вносится стабильная форма β-catenin в эпителиальные ткани трансгенных мышей, то некоторые клетки аномально переключаются на Lef1/Tcf гены-мишени. Результатом экспрессии стабилизированной формы β-catenin является рост волосяных фолликулов вниз, если используется промотор эпидермального кератина и морфогенез молочных желез , если используется промотор MMTV.

Что м. объяснить различные адгезивные реакции клеток MDCK, кератиноцитов и клеток эпителия грудных желез? Предполагается, что фактор, предопределяющий, могут ли клетки отвечать на стабилизированный β-catenin усилением или дестабилизацией и ремоделированием AJs, заввисит от уровня транслокации в ядро β-catenin и/или концентрации его партнеров по транскрипции. Если это так, то следует ожидать, что канонические, индуцируемые Wnt изменения транскрипции м. включать гены, кодирующие AJ-дестабилизирующие и/или ремоделирующие факторы. Важно, что промотор E-cadherin м. связывать белки из семейства Lef/Tcf in vitro. Если гены, такие как E-cadherin регулируются in vivo с помощью канонического сигнального пути Wnt, то белки и факторы, которые влияют на уровни Lef1/Tcf также м. оказывать непосредственное влияние на динамику AJ в клетках и тканях.

Открыт ряд ядерных факторов, которые неблагоприятно влияют на транскрипцию гена E-cadherin путем связывания E-boxes внутри его промотора. Одним из них является Smad Interacting Protein (SIP), который индуцируется за счет привлечения transforming growth factor-β(TGFβ) со своим рецептором. SIP катализирует драматическое снижение экспрессии гена E-cadherin и соотв. трансген SIP является хорошим маркером инвазивной способности трансфицированных MDCK клеток. Др. транскрипционными регуляторами, которые соединяются с E-box промотора E-cadherin являются транскрипционные факторы E12/E47 и белки семейства Snail, которые м.б. индуцированы с помощью FGF-receptor 1 (FGFR1). Snail белки были идентифицированы как важные для гаструляции и индукции мезодермы белки в развивающихся эмбрионах мышей. Snail локализуются в регионах, где уровни E-cadherin низки, таких как первичная полоска и нейральный гребень, а также в местах epithelial–mesenchymal transitions (EMTs). При избыточной экспрессии в эпителиальных клетках как Snail так и E12/E47 индуцируют EMTs. EMTs являются др. интересным примером морфогенеза, при которых субпопуляции эпителиальных клеток теряют свои межклеточные адгезивные аппараты, чтобы покинуть свое место нахождения и отправиться в новые микроусловия. Однако, не все члены семейства Snail плохо влияют га экспрессию E-cadherin. Напр., Escargot, близкий родственник Snail, активирует транскрипцию shotgun, гена Drosophila для E-cadherin. Др. транскрипционные факторы усиливают экспрессию E-cadherin, это и vitamin D3/vitamin D receptor (VDR) и tumour suppressor protein Wt1, чье отсутствие вызывает аномальное развитие почек, ассоциирующееся с опухолями Wilms' .

Хотя изменения транскрипции генов, кодирующих белки AJ, по-видимому, обнаруживают выраженные регуляторные функции во время морфогенеза, пост-трансляционные модификации этих белков также м. оказывать существенное влияние на состояние межклеточной адгезии. По этому сценарию, передача сигналов Wnt resurfaces, но в то же время используются маршруты, которые не обсужадются в данном обзоре. У млекопитающих, имеется по крайней мере 18 различных Wnt белков, которые взаимодействуют с одним из 10 различных рецепторов frizzled Fzs). Часто это происходит в комбинации с др. ко-рецепторами, такими как LDL-related proteins (LRPs), чтобы активировать 4 возможных пути передачи сигналов. Пост-трансляционные модификации, по-видимому, лежат в основе динамики AJ, они индуцируются неканоническим Wnt/calcium путем. Этот путь, по-видимому, активирует гетеротримерные G белки, которые в свою очередь активируют две регулируемых кальцием серин-треонин киназы: PKC и casein kinase II (CKII; Рис. 4b). PKC участвует в широком спектреa онтогенетических процессов, включая регуляцию кадхериновых комплексов. Напр., фармакологические ингибиторы выявляют функцию кальция и PKC в разборке сосудистых, базирующихся на Е-кадхерине соединений. Во время гаструляции у Xenopus, Fz7-зависимая передача сигналов PKC стимулирует развитие мезодермальных и эктодермальных клеток, чтобы рассортировать их по разным слоям, а избыточная экспрессия Fz7 снижает межклеточную адгезию PKC-зависимым способом. CKII м. непосредственно фосфорилировать цитоплазматические хвосты Е-кадхеринов, это увеличивает их связывание с β-catenin in vitro. Известно, что casein kinase I фосфорилирует и дестабилизирует комплекс деградации β-catenin, приводя к увеличению уровня β-катенина. Увеличение цитозольного пула β-catenin должно стабилизировать AJ точно также как это делают сигналы Wnt.

AJ белки м. также служить мишенями для рецепторys[ тирозин киназ или фосфатаз, которые находятся в тесной близи и м. физически взаимодействовать с Е-кадхерином. In vitro стимуляция hepatocyte growth factor (HGF; известный также как scatter factor) и EGF м. индуцировать фосфорилирование β-catenin, вызывая быструю диссоциацию аггрегатов эпителиальных клеток. p120, близкий родственник β-катенина и компонент AJs, был первоначально идентифицирован как мишень для tyrosine kinase src, хотя все еще имеются противоречивые данные о том, способствует ли он фосфорилированию тирозина или влияет на межклеточную адгезию. Все это, множественность киназ и путей передачи сигналов, которые м. влиять на состояние белков в AJ и чрезвычайно отличающиеся эффекты этих пост-трансляционных модификаций м. выявлять начальную точку в картине внутренне присущих уровней тонкой настройки адгезивной динамики во время столь отличающихся процессов как морфогенез, заживление ран и дифференцировка.

Adhesion and gene expression

И десмосомы и AJs лежат в основе большинства структурных и механических свойств слипчивых соединений (adhesion). До некоторой степени, адгезивные свойства м. сами облегчать передачу сигналов между клетками путем соединения оппозитных мембран разных клеток или клеточных групп, способствуя тем самым образованию дополнительных соединений, напр., путем образования щелевых соединений и/или взаимодействий между рецепторами и лигандами. Проницаемость мембран также м. влиять на диффузию внеклеточных факторов роста и установление градиентов морфогена, которые важны для формирования паттерна. Способность кадхеринов предопределять полярность также м. влиять на доступность и локализацию трансмембранных рецепторов, а следовательно, на чувствительность клеток к внешним стимулам.

Выявляется четкая корреляция между динамикой адгезивных белков и местами пролиферации и дифференцировки клеток, это указывает на то, что AJ белки играют индуктивную функцию в органогенезе. Напр., в развивающемся волосяном фолликуле первое переключение с E- к P-cadherin происходит в плакоде, в которой мультипотентные эктодермальные клетки выбирают судьбу волосяного фолликула и инвагинируются в дермис. Второе переключение с P- к E-cadherin происходит, когда пролиферирующие клетки предшественники волоса из матрикса выходят из клеточного цикла и начинают дифференцироваться, формируя ость волоса и окружающие ее слои. (Рис. 3b). Очевидно, что кадхерины м. непосредственно участвовать в путях общения, которые ведут к предопределению дифференцировки. Скорее всего, дифференциальная экспрессия множественных изоформ десмосомных кадхеринов в эпидермисе участвует в расширении функции этих белков, чем просто как стабильное скрепление двух клеток.

Избыточная экспрессия Е-кадхенина у мышей в кишечном эпителии замедляет миграцию клеток и блокирует пролиферацию и индуцирует апоптоз. Более того избыточная экспрессия Е-кадхерина м. также эффективно блокирорвать пролиферацию и инвазивность опухолевых клеток. Блокирование пролиферации не является следствием повышения клеточной адгезии, оно вызывается способностью Е-кадхерина секвестрировать компетентный к транскрипции пул β-катенина и эффективным шунтированием экспрессии Lef/TCF/β-catenin-чувствительных генов.

Хотя повышенные уровни E-cadherin м. супорессировать β-катенином-опосредованную передачу сигналов, однако эффекты подавления Е-кадхерина на транскрипцию β-катенина менее ясны. Если E-cadherin подавляется во время морфогенеза? то что происходит с белками, которые ассоциированы с AJs? A priori, высвобождение потенциальных транскрипционных кофакторов, таких как β-catenin, l/ вызывать глобальные изменения в генной экспрессии. Но без Wnt-обусловленной стабилизации β-catenin, экспрессирующиеся белки д. включаться в обмен. Поэтому, как клетки будут реагировать на подавление E-cadherin скоорее всего будет зависеть от того, будут ли они или нет получать канонические сигналы Wnt.

О сигнальных функциях различных белков, ассоциированных с AJ, м. узнать или по течению их нормальных регуляторных процессов или ро устранению гена. Выявлена негативная сигнальная функция α-catenin.

Потеря α-катенина в эпидермисе вызывает заметную активацию Ras-MAPK пути и ассоциацию E-cadherin–βcatenin комплексов с нижестоящими членами пути тирозин киназ рецепторов ростовых факторов. Обратная корреляция между клеточной адгезией и пролиферацией наблюдаемая при α-catenin-null состоянии, м. объяснить, почему мутации потери функции в гене α-catenin обнаруживаются в некоторых опухолях человека. Установлено, что E-cadherin необходим для эффективной трансляции мРНК α-catenin. Следовательно, в случае уменьшения AJs, напр., при заживлении ран, подавление E-cadherin м. вызывать одновременное снижение уровня α-катенина, генерируя эффективное временное 'нулевое' состояние.

Дополнительными кандидатами на роль связанных с AJ транскрипционных факторов являются p120 и члены семейства zyxin. Определенные изоформы p120 локализуются в zkht при условиях, когда уровни E-cadherin низки. На дрожжах показано, что p120 м. взаимодействовать с Kaiso, новым BTB (broad complex, tramtrak, bric a brac) /POZ (Pox virus и zinc finger) белком, который функционирует как транскрипционный репрессор. Kaiso обнаруживается в ядре и межклеточных соединениях, пока неясно только ли p120 отвечает за его субклеточную локализацию. Члены семейства zyxin белков, включая zyxin, lipoma preferred partner (LPP), Ajuba и thyroid-interacting protein (Trip)6 , все были локализорваны не только в ядре, но и в местах межклеточных и клетка-субстрат соединений. LPP, напр., обнаруживает транскрипционную активность в GAL4-based transactivation assay. Отсутствие ДНК-связывающего домена и nuclear localization signal (NLS) указывает на то. что LPP м.б. частью большого транскрипционного комплекса. Ajuba транслоцируется в ядро посредством своего NLS в ответ на ретиноевую кислоту и это сопровождается ингибированием пролиферации и индукцией дифференцировки. Все это указывает на то, что члены семейства zyxin м. обеспечивать связь между клеточной адгезией и транскрипционной регуляцией дифференцировки.

Zona-occludens 1 (ZO-1) еще один белок, которые располагается в AJ и является sink для транскрипционных факторов. Хотя традиционно рассматривается как маркер плотных соединений, ZO-1 взаимодействует и с β-catenin и α-catenin, что делает его bona fide ассоциированным с AJs. Подтверждением ядерной сигнальной функции у ZO-1 является то, что он связывается с транскрипционным фактором ZONAB (ZO1-associated nucleic acid binding protein), который контролирует экспрессию генов, вовлеченных в обеспечение хода клеточного цикла. Однако, точная функция ZO-1 и ZONAB в координации транскрипции, в формтировании плотных соединений и AJ не известна.

И десмосомные компоненты участвуют в передаче сигналов, PG, напр., ингибирует транскрипционную активность TCF4–β-catenin транскрипционного комплекса. Это согласуется с наблюдением, что избыточная экспрессия PG в коже супрессирует пролиферацию и рост волос. Большинство др. изоформ plakophillin локализуются в ядрах клеток, независимо от присутствия десмосом. Распространенная ядерная экспрессия этих белков согласуется с предположением, что они м.б. компонентами основной транскрипционной кухни (machinery) клетки.

Список кандидатов, которые м. связывать транскрипцию и межклеточную адгезию неполон. Однако, он дает представление о том, как компоненты cadherin–catenin комплекса и multitude белков ассоциируют с этим, участвуя в нуклео-цитоплазматическом сновании (shuffling). Хотя ядерные функции многих из этих белков остаются неизвестными, но они указывают на то, что система клеточной адгезии м. непосредственно координировать морфогенетические изменения в форме и движении клеток с изменениями клеточного поведения и программ путем осуществления пространственно-временного контроля над сигнальными белками.