27.11: 基底層の IV 型コラーゲン

IV 型コラーゲンは長さ 400 nm のネットワークを形成するコラーゲンで、上皮細胞と内皮細胞の間の障壁として機能します。 IV 型コラーゲンは、ラミニン、エンタクチン、プロテオグリカン、およびフィブロネクチンとともに足場を築くことにより、基底膜の骨格を形成します。 基底膜に構造的支持を与えるだけでなく、病理学的機能と生理学的機能の両方に必要なシグナル伝達の可能性をもたらすのにも役立ちます。

IV 型コラーゲン分子には 6 本のα鎖があり、少なくとも 3 つのヘテロ三重らせん構造、つまり 3 つの構造で存在できます。 [α1(IV)]2α2(IV)、[α3(IV)]2α4(IV)、[α5(IV)]2α6(IV)。 アルファ鎖は、システインが豊富な N 末端 S ドメイン、Gly-X-Y リピートを持つ長い三重らせんドメイン、および約 230 個のアミノ酸を含む球状の C 末端ドメインで構成されています。 これらのコラーゲン線維は、頭と頭の相互作用により二量体を形成することも、尾と尾の相互作用により四量体を形成することもできます。

COL4A5 など、IV 型コラーゲンのコーディングに関与する遺伝子の変異は、アルポート症候群を引き起こす可能性があります。 この症候群では、糸球体基底膜が薄くなり、最終的に亀裂が形成されます。 この病気は腎臓の問題、難聴、目の異常を特徴とします。 肝臓におけるコラーゲン IV の過剰な沈着は、肝線維症や肝硬変を引き起こす可能性があります。 肝細胞の炎症によりクッパー細胞が活性化されて線維形成メディエーターが放出され、最終的には細胞外マトリックスタンパク質の分泌が増加します。

Type IV collagens are non-fibrillar or network-forming collagens which are primarily found in the basal lamina.

A typical type IV collagen is a 400 nm long, triple-helical structure interrupted by several non-helical regions which add flexibility to the molecule.

At the N-terminal, it has a small globular domain, while a large globular domain is present at the C-terminal.

Through these terminal globular domains, the collagen fibres can associate with each other by head-to-head interactions forming a dimer; and tail-to-tail interactions forming a tetramer. The fibres also associate by lateral interactions between the triple-helical regions. 

Such complex associations can form a two dimensional, irregular network, which provides tensile strength to the basal lamina.

This network further links with the laminin lattice and other glycoproteins such as perlecan and entactin,  to build a complete basal lamina.