셀렉틴

셀렉틴은 세포간의 결합에 사용되는 단백질로서, 일시적인 세포간의 결합에 사용된다. 셀렉틴은 주로 세포에 붙어있는 당(sugar)을 인지한다. 셀렉틴은 혈관 내에서 이동하는 백혈구 등을 혈관 바깥쪽의 조직으로 이동시키는 역할을 하며, 암세포의 전이과정에서 암세포와 혈관내피세포와의 결합을 촉진하여 암전이과정에서 중요한 역할을 한다.

목차

셀렉틴은 단일 사슬의 당단백질(glycoprotein)이며 막투과 단백질(transmembrane protein)로 원형질막을 관통하고 있다. 셀렉틴은 당과 결합하는 렉틴 도메인(lectin domain)을 가지고 있어서 당과 결합할 수 있다 (그림 1). 일반적으로 셀렉틴은 다른 세포의 표면에 붙어 있는 올리고당(oligosaccharide)과 결합함으로써 세포간의 결합에 사용되게 된다. 

그림 1. P-셀렉틴의 구조. 막단백질로 막을 관통하고 있으며, 올리고당과 결합하는 렉틴 도메인을 가지고 다른 세포의 외부 올리고당과 결합한다. (출처: 한국분자·세포생물학회)

셀렉틴은 L-셀렉틴, P-셀렉틴, E-셀렉틴 등이 있으며, 모든 셀렉틴 단백질은 렉틴 도메인을 가지고 있어서 특정한 당과 결합할 수 있다. 각 셀렉틴 단백질을 발현하는 세포들은 다음과 같다. 

- L-셀렉틴 : 백혈구

- P-셀렉틴 : 혈소판, 혈관내피세포 (endothelial cell)

- E-셀렉틴 : 혈관내피세포 

L-셀렉틴과 P-셀렉틴은 염증 반응에 의해서 국소적으로 활성화되고, E-셀렉틴은 염증 반응 등에 의해서 활성화된 혈관 내피 세포에서 주로 발현된다.

지라(spleen)와 같은 림프기관에서는 혈관내피세포가 올리고당을 발현하고, 림프구가 L-셀렉틴을 발현하여 혈관내피세포와 림프구 사이의 결합을 통해 림프구가 림프기관에 모이게 된다.

반면에 염증(inflammation)등이 일어나게 되면, 반대 현상이 일어나게 된다. 혈관내피세포가 셀렉틴을 발현하여 백혈구와 혈소판의 올리고당이 결합하게 된다(그림 2). 셀렉틴은 혼자 작용하지는 않고, 인테그린(integrin)과 같이 작용하여 혈관내피세포와 백혈구와의 결합을 강화시키게 되고, 백혈구가 혈관내피세포로 거쳐서 조직으로 이동하게 된다. 

그림 2. 백혈구가 조직으로 이동할 때, 셀렉틴의 역할. 혈관 안으로 백혈구가 이동하다가 백혈구의 올리고당은 혈관내피세포의 셀렉틴과 약하게 결합하게 되고, 이후에 인테그린의 결합에 의해서 강하게 결합한다. 그리고, 조직으로 백혈구가 이동하게 된다. (출처: 한국분자·세포생물학회)

셀렉틴은 암세포와 혈관내피세포와의 결합에도 관여한다. 암세포가 원래 발생한 곳에서 다른 곳으로 이동해서 자라는 것을 암전이(cancer metastasis)라고 한다. 암전이 과정에서 세포간의 결합은 매우 중요한데, 원래 발생한 곳에서 떨어져 나온 암세포와 암전이되는 부분에서 혈관내피세포와의 결합은 전이를 촉진시킨다.

암세포의 전이능력은 암세포가 혈관에서 빠져 나와서 다른 장기와 다른 조직에서 콜로니(colony)를 만드는 능력이라 할 수 있다. 이 과정에서 암세포와 혈관내피세포와의 결합이 매우 중요하며, 셀렉틴과 인테그린이 암세포와 혈관내피세포와의 결합에 사용된다고 알려져 있다 (그림 3).

암세포는 혈관내피세피외에도 혈소판, 림프구 등과 셀렉틴을 이용하여 결합하게 되고, 암세포와 이들 세포와의 결합은 암세포의 전이를 촉진시키게 된다. 따라서 혈액응고제인 헤파린(heparin)과 같은 다당류는 셀렉틴을 사용하는 암세포의 결합을 저해해서 암세포의 전이를 낮출 수 있을 것으로 생각하고 있다.

그림 3. 암세포의 전이과정에서 암세포의 올리고당과 셀렉틴의 결합이 중요한 역할을 한다. (출처: 한국분자·세포생물학회)

백혈구, 혈관, 염증(inflammation), 전이(metastasis), 헤파린(heparin)

Bruce Alberts et al (2014) Molecular Biology of The Cell

Gerd Bendas and Lubor Borsig (2012) Cancer Cell Adhesion and Metastasis: Selectins, Integrins, and the Inhibitory Potential of Heparins. International Journal of Cell Biology, Article ID: 676731.