Integrins and Ion Channels: Molecular Complexes and Signaling

بین رشته‌ای بودن بیشتر مورد استناد قرار می‌گیرد تا تمرین. این به سختی تعجب آور است، با توجه به وسعت دلهره آور زیست شناسی مدرن. برای رسیدن به درک رضایت بخشی از یک سیستم پیچیده بیولوژیکی، طیف گسترده ای از ابزارهای مفهومی و تجربی باید در سطوح مختلف، از مولکولی گرفته تا سلولی، بافتی و ارگانیسمی به کار گرفته شوند. ما معتقدیم که تعامل تنظیمی چند وجهی بین گیرنده‌های اینتگرین و کانال‌های یونی، زمینه‌ای غنی و چالش برانگیز را برای محققانی که به دنبال دیدگاه‌های بیولوژیکی گسترده هستند، ارائه می‌کند. اینتگرین‌ها با واسطه‌سازی چسبندگی سلولی به ماتریکس خارج سلولی، بسیاری از فرآیندهای رشدی را به معنای وسیع (از انتخاب سلول بین تمایز و تکثیر، تا بازسازی بافت و اندام‌زایی) تنظیم می‌کنند. شواهد به سرعت در حال رشد نشان می دهد که ارتباط مکرر بین گیرنده های چسبندگی سلولی و پروتئین های کانال صورت می گیرد. این ممکن است از طریق تشکیل کمپلکس‌های غشایی چند پروتئینی که شار یونی را تنظیم می‌کنند و همچنین مسیرهای سیگنال دهی درون سلولی مختلف رخ دهد. در موارد دیگر، گفتگوی متقابل بیشتر غیرمستقیم است و با واسطه پیام رسان های سلولی مانند پروتئین های G انجام می شود. این فعل و انفعالات متقابل هستند، زیرا تحریک کانال یونی اغلب فعال شدن یا بیان اینتگرین را کنترل می کند. از نقطه نظر عملکردی، مطالعه تعامل بین گیرنده‌های اینتگرین و کانال‌های یونی روشن می‌کند که چگونه ماتریکس خارج سلولی فرآیندهای متفاوتی مانند تحریک‌پذیری عضلانی، شکل‌پذیری سیناپسی و فعال‌سازی لنفوسیت را تنظیم می‌کند. بی نظمی این فرآیندها پیامدهای زیادی برای فرآیندهای پاتوژنز، به ویژه برای تهاجم تومور و برخی بیماری های قلبی عروقی و عصبی دارد. این کتاب به معرفی کلی مشکلات و روش های این رشته شکوفایی می پردازد.

Interdisciplinarity is more often invoked than practised. This is hardly surprising, considering the daunting vastness of modern biology. To reach a satisfactory understanding of a complex biological system, a wide spectrum of conceptual and experimental tools must be applied at different levels, from the molecular to the cellular, tissue and organismic. We believe the multifaceted regulatory interplay between integrin receptors and ion channels offers a rich and challenging field for researchers seeking broad biological perspectives. By mediating cell adhesion to the extracellular matrix, integrins regulate many developmental processes in the widest sense (from cell choice between differentiation and proliferation, to tissue remodeling and organogenesis). Rapidly growing evidence shows that frequent communication takes place between cell adhesion receptors and channel proteins. This may occur through formation of multiprotein membrane complexes that regulate ion fluxes as well as a variety of intracellular signaling pathways. In other cases, cross talk is more indirect and mediated by cellular messengers such as G proteins. These interactions are reciprocal, in that ion channel stimulation often controls integrin activation or expression. From a functional standpoint, studying the interplay between integrin receptors and ion channels clarifies how the extracellular matrix regulates processes as disparate as muscle excitability, synaptic plasticity and lymphocyte activation, just to mention a few. The derangement of these processes has many implications for pathogenesis processes, in particular for tumor invasiveness and some cardiovascular and neurologic diseases. This book provides a general introduction to the problems and methods of this blossoming field.