Macropinocytosis
Macropinocytosis는 세포가 plasma membrane이 돌출하여 주변 세포외 fluid의 일부를 macropinosome으로 둘러싸는 과정이다.
특징
Macropinocytosis는 비선택적 과정이다:
- 특정 조건 하에서 세포로 fluid를 가져오는 비선택적 과정
- 세포외 fluid와 그 안에 포함된 거대분자 및 입자를 비특이적으로 trap Macropinosome에 receptor가 포함되지 않음. 즉 receptor의 recycling 과정이 필요 없음.
Phagocytosis와의 차이
Macropinocytosis는 목적과 메커니즘 모두에서 phagocytosis와 구별된다.
유도 메커니즘
Cell-surface Receptor 활성화
대부분의 세포 유형에서 macropinocytosis는:
- 지속적으로 작동하지 않음
- 특정 cargo에 의한 cell-surface receptor 활성화에 반응하여 제한된 시간 동안 유도됨
Ligand의 종류
다음을 포함한 특정 cargo가 macropinocytosis를 유도한다:
- Growth factor
- Integrin ligand
- Apoptotic-cell remnant
- 일부 virus
신호 전달 경로
이러한 ligand는 복잡한 신호 전달 경로를 활성화한다:
- Actin dynamics의 변화
- Cell-surface protrusion 형성 (ruffle)
- Ruffle의 돌출 끝이 서로 또는 세포 막과 융합
- 세포외 내용물의 일부를 trap
- Macropinosome 형성
Actin의 역할
Macropinocytosis는 plasma membrane 아래의 actin polymerization을 이용한다:
- 큰 입자나 많은 양의 fluid를 둘러싸는 데 필요한 대규모 membrane deformation을 매개
- Phagocytosis와 유사한 메커니즘
전용 분해 경로
Macropinocytosis는 전용 degradative pathway이다:
- Macropinosome이 acidify됨
- Late endosome 또는 endolysosome과 융합
- Cargo를 plasma membrane으로 재활용하지 않음
Ras Oncogene과의 관계
Macropinocytosis는 oncogene Ras의 활성화에 의해 자극된다:
- 구성적으로 활성화된 Ras를 포함하는 암세포는 향상된 micropinocytosis를 사용
- 세포의 bulk fluid 흡수를 최대 10배까지 증가시킬 수 있음
- 빠른 성장과 분열을 지원하기 위해 주변 환경에서 증가된 영양소를 얻음
기능
1. 영양소 획득
특히 암세포에서:
- 주변 환경에서 영양소를 비특이적으로 획득
- 빠른 세포 성장 지원
2. 면역 기능
일부 면역 세포에서:
- Antigen sampling
- Immune response 개시
Macropinosome과 Phagosome의 비교
유사점
- 둘 다 큰 vesicle
- Actin polymerization 사용
- Lysosome과 융합하여 내용물 분해
차이점
| 특성 | Macropinosome | Phagosome |
|---|---|---|
| 형성 | Ruffle collapse | Particle engulfment |
| 선택성 | 비선택적 | Receptor-mediated |
| 주요 cargo | Fluid, 용질 | 큰 입자, 세포 |
| 주요 세포 | 대부분의 세포 (유도 시) | Professional phagocyte |