Acta NaturaeActa NaturaeActa Naturae2075-8251Acta Naturae Ltd1056210.32607/20758251-2013-5-4-22-33ReviewsОбзорыResearch ArticleThe Role of Integrins in the Development and Homeostasis of the Epidermis and Skin AppendagesРоль интегринов в формировании и гомеостазе эпидермиса и придатков кожиRippaA. L.РиппаА. Л.
Russian Federation
rippa86@yandex.ruVorotelyakE. A.ВоротелякЕ. А.
Russian Federation
rippa86@yandex.ruVasilievA. V.ВасильевА. В.
Russian Federation
rippa86@yandex.ruTerskikhV. V.ТерскихВ. В.
Russian Federation
rippa86@yandex.ruN.K. Koltzov Institute of Developmental Biology, Russian Academy of SciencesИнститут биологии развития им. Н.К. Кольцова РАНM.V. Lomonosov Moscow State University, Biological Department, Division of Cell Biology and HistologyБиологический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова1512201354VOL 5, NO4 (2013)ТОМ 5, №4 (2013)223317012020Copyright ©; 2013, Rippa A.L., Vorotelyak E.A., Vasiliev A.V., Terskikh V.V.Copyright ©; 2013, Риппа А.Л., Воротеляк Е.А., Васильев А.В., Терских В.В.2013Rippa A.L., Vorotelyak E.A., Vasiliev A.V., Terskikh V.V.Риппа А.Л., Воротеляк Е.А., Васильев А.В., Терских В.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/10562

Integrins play a critical role in the regulation of adhesion, migration, proliferation, and differentiation of cells. Because of the variety of the functions they play in the cell, they are necessary for the formation and maintenance of tissue structure integrity. The trove of data accumulated by researchers suggests that integrins participate in the morphogenesis of the epidermis and its appendages. The development of mice with tissue-specific integrin genes knockout and determination of the genetic basis for a number of skin diseases in humans showed the significance of integrins in the biology, physiology, and morphogenesis of the epidermis and hair follicles. This review discusses the data on the role of different classes of integrin receptors in the biology of epidermal cells, as well as the development of the epidermis and hair follicles.

Интегрины играют важнейшую роль в регуляции адгезии, миграции, пролиферации и дифференцировки клеток. В связи с многообразием выполняемых функций интегрины необходимы для становления и поддержания целостности гистотипической структуры тканей. Накопилось немало данных, свидетельствующих об участии интегринов в морфогенезе эпидермиса кожи и ее придатков. Создание мышей с тканеспецифическим нокаутом генов интегринов и определение генетической основы ряда кожных заболеваний у человека позволили понять значение интегринов в биологии, физиологии и морфогенезе эпидермиса и волосяного фолликула. Обсуждаются данные о роли различных классов интегриновых рецепторов в биологии эпидермальных клеток, развитии эпидермиса и волосяных фолликулов.

basement membranehair follicledifferentiationintegrinskeratinocytesmigrationmorphogenesisproliferationstem cellsбазальная мембранаволосяной фолликулдифференцировкаинтегриныкератиноцитымиграцияморфогенезпролиферациястволовые клетки[1] Hynes R.O. // Cell. 2002, V.110, №6, P.673-687[2] Barczyk M., Carracedo S., Gullberg D. // Cell Tissue Res. 2010, V.339, №1, P.269-280[3] Bouvard B., Brakebusch C., Gustafsson E., Aszódi A., Bengtsson T., Berna A., Fässler R. // Circ. Res. 2001, V.89, №3, P.211-223[4] Bokel C., Brown N.H. // Dev. Cell. 2002, V.3, №3, P.311-321[5] Stenn K.S., Paus R. // Physiol. Rev. 2001, V.81, №1, P.449-494[6] Gray J., Dawber R. A. // Pocketbook of hair and scalp disorders: an illustrated guide. // Blackwell Science 1999, P.116[7] Adams J.C., Watt F.M. // J. Cell Biol. 1991, V.115, №3, P.829-841[8] Hertle M., Adams J., Watt F.M. // Development. 1991, V.112, №1, P.193-206[9] Adams J.C., Watt F.M. // Cell. 1990, V.63, №2, P.425-435[10] Palmer E.L., Ruegg C., Ferrando R., Pytela R., Sheppard D. // J. Cell Biol. 1993, V.123, P.1289-1297[11] Jensen U.B., Lowell S., Watt F.M. // Development. 1999, V.126, №11, P.2409-2418[12] Hashmi S., Marinkovich M.P. // Clin. Dermatol. 2011, V.29, №4, P.398-411[13] Stepp M.A. // Dev. Dyn. 1999, V.214, №3, P.216-228[14] Watt F.M. // EMBO J. 2002, V.21, №15, P.3919-3926[15] Carroll J.M., Romero M.R., Watt F.M. // Cell. 1995, V.83, №6, P.957-968[16] Watt F.M., Kubler M.D., Hotchin N.A., Nicholson L.J., Adams J.C. // J. Cell Sci. 1993, V.106, P.175-182[17] Zhu A.J., Haase I., Watt F.M. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1999, V.96, №12, P.6728-6733[18] Dowling J., Yu Q.C., Fuchs E. // J. Cell Biol. 1996, V.134, №2, P.559-572[19] Georges-Labouesse E., Messaddeq N., Yehia G., Cadalbert L., Dierich A., LeMeur M. // Nat. Genet. 1996, V.13, №3, P.370-373[20] Van der Neut R., Krimpenfort P., Calafat J., Niessen C.M., Sonnenberg A. // Nat. Genet. 1996, V.13, №3, P.366-369[21] Ashton G.H., Sorelli P., Mellerio J.E., Keane F.M., Eady R.A., McGrath J.A. // Br. J. Dermatol. 2001, V.144, №2, P.408-414[22] Germain E.C., Santos T.M., Rabinovitz I. // Mol. Biol. Cell. 2009, V.20, №1, P.56-67[23] Kligys K.R., Wu Y., Hopkinson S.B., Kaur S., Platanias L.S., Jones J.C. // J. Biol. Chem. 2012, V.287, №22, P.17975-17984[24] Sehgal B.U., DeBiase P.J., Matzno S., Chew T.L., Claiborne J.N., Hopkinson S.B., Russell A., Marinkovich M.P., Jones J.C. // J. Biol. Chem. 2006, V.281, №46, P.35487-35498[25] Hintermann E., Bilban M., Sharabi A., Quaranta V. // J. Cell Biol. 2001, V.153, №3, P.465-478[26] Russell A.J., Fincher E.F., Millman L., Smith R., Vela V., Waterman E.A., Dey C.N., Guide S., Weaver V.M., Marinkovich M.P. // J. Cell Sci. 2003, V.116, P.3543-3556[27] Fassler R., Meyer M. // Genes Dev. 1995, V.9, P.1896-1908[28] Stephens L.E., Sutherland A.E., Klimanskaya I.V., Andrieux A., Meneses J., Pedersen R.A., Damsky C.H. // Genes Dev. 1995, V.9, P.1883-1895[29] Fässler R., Pfaff M., Murphy J., Noegel A.A., Johansson S., Timpl R., Albrecht R. // J. Cell Biol. 1995, V.128, №5, P.979-988[30] Bagutti C., Wobus A.M., Fassler R., Watt F.M. // Developmental Biology 1996, V.179, №1, P.184-196[31] Marinkovich M.P., Keene D.R., Rimberg C.S., Burgeson R.E. // Dev. Dyn. 1993, V.197, №4, P.255-267[32] Bagutti C., Hutter C., Chiquet-Ehrismann R., Fässler R., Watt F.M. // Developmental Biology 2001, V.231, №2, P.321-333[33] Raghavan S., Bauer C., Mundschau G., Li Q., Fuchs E. // J. Cell Biol. 2000, V.150, №5, P.1149-1160[34] Brakebusch C., Grose R., Quondamatteo F., Ramirez A., Jorcano J.L., Pirro A., Svensson M., Herken R., Sasaki T., Timpl R. // EMBO J. 2000, V.19, №15, P.3990-4003[35] Levy L., Broad S., Diekmann D., Evans R.D., Watt F.M. // Mol. Biol. Cell. 2000, V.11, №2, P.453-466[36] // url www.vetmed.vt.edu./education/curriculum/ vm8054/Labs/Lab15/Lab15.htm[37] Hotchin N.A., Gandarillas A., Watt F.M. // J. Cell Biol. 1995, V.128, №6, P.1209-1219[38] Grose R., Hutter C., Bloch W., Thorey I., Watt F.M., Fässler R., Brakebusch C., Werner S. // Development. 2002, V.129, №9, P.2303-2315[39] Lopez-Rovira T., Silva-Vargas V., Watt F.M. // J. Invest. Dermatol. 2005, V.125, №6, P.1215-1227[40] Conti F.J., Rudling R.J., Robson A., Hodivala-Dilke K.M. // J. Cell Sci. 2003, V.116, P.2737-2747[41] Kreidberg J.A., Donovan M.J., Goldstein S.L., Rennke H., Shepherd K., Jones R.C., Jaenisch R. // Development. 1996, V.122, №11, P.3537-3547[42] DiPersio C.M., Hodivala-Dilke K.M., Jaenisch R., Kreidberg J.A., Hynes R.O. // J. Cell Biol. 1997, V.137, №3, P.729-742[43] DiPersio C.M., van der Neut R., Georges-Labouesse E., Kreidberg J.A., Sonnenberg A., Hynes R.O. // J. Cell Sci. 2000, V.113, P.3051-3062[44] Panteleyev A.A., Botchkareva N.V., Sundberg J.P., Christiano A.M., Paus R. // Am. J. Pathol. 1999, V.155, №1, P.159-171[45] Oro A.E., Scott M.P. // Cell. 1998, V.95, №5, P.575-578[46] Van Genderen C., Okamura R.M., Farinas I., Quo R.G., Parslow T.G., Bruhn L., Grosschedl R. // Genes Dev. 1994, V.8, №22, P.2691-2703[47] St-Jacques B., Dassule H.R., Karavanova I., Botchkarev V.A., Li J., Danielian P.S., McMahon J.A., Lewis P.M., Paus R., McMahon A.P. // Curr. Biol. 1998, V.8, №19, P.1058-1068[48] Chiang C., Swan R.Z., Grachtchouk M., Bolinger M., Litingtung Y., Robertson E.K., Cooper M.K., Gaffield W., Westphal H., Beachy P.A. // Developmental Biology 1999, V.205, №1, P.1-10[49] Shattil S.J., Kim C., Ginsberg M.H. // Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2010, V.11, №4, P.288-300[50] Zhang X., Jiang G., Cai Y., Monkley S.J., Critchley D.R., Sheetz M.P. // Nat. Cell. Biol. 2008, V.10, №9, P.1062-1068[51] Choi C.K., Vicente-Manzanares M., Zareno J., Whitmore L.A., Mogilner A., Horwitz A.R. // Nat. Cell Biol. 2008, V.10, №9, P.1039-1050[52] Xu W., Baribault H., Adamson E.D. // Development. 1998, V.125, №2, P.327-337[53] Geiger B., Spatz J.P., Bershadsky A.D. // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2009, V.10, №1, P.21-33[54] Geiger B., Yamada K.M. // Cold Spring Harb. Perspect Biol. 2011, V.3, №5, P.a005033[55] Turner C.E. // Nat. Cell Biol. 2000. V. 2. № 12. P. E231–E236. 2000, V.2, №12, P.E231-E236[56] Zamir E., Geiger B. // J. Cell Sci. 2001, V.114, P.3577-3579[57] Frame M.C. // J. Cell Sci. 2004, V.117, P.989-998[58] Mitra S.K., Hanson D.A., Schlaepfer D.D. // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2005, V.6, №1, P.56-68[59] Legate K.R., Montanez E., Kudlacek O., Fassler R. // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2006, V.7, №1, P.20-31[60] Huttenlocher A., Horwitz A.R. // Cold Spring Harb. Perspect Biol. 2011, V.3, №9, P.a005074[61] Ridley A.J. // Bioessays. 1994, V.16, №5, P.321-327[62] Beckerle M.C., Burridge K., DeMartino G.N., Croall D.E. // Cell. 1987, V.51, P.569-577[63] Yu D.H., Qu C.K., Henegariu O., Lu X., Feng G.S. // J. Biol. Chem. 1998, V.273, №33, P.21125-21131[64] Hannigan G.E., Leung-Hagesteijn C., Fitz-Gibbon L., Coppolino M.G., Radeva G., Filmus J., Bell J.C., Dedhar S. // Nature 1996, V.379, P.91-96[65] Grashoff C., Thievessen I., Lorenz K., Ussar S., Fässler R. // Curr. Opin. Cell Biol. 2004, V.16, №5, P.565-571[66] Yamauchi K., Kurosaka A. // Arch. Dermatol. Res. 2010, V.302, №4, P.263-270[67] Fuchs E., Merrill B.J., Jamora C., DasGupta R. // Dev. Cell. 2001, V.1, №1, P.13-25[68] Huelsken J., Vogel R., Erdmann B., Cotsarelis G., Birchmeier W. // Cell. 2001, V.105, №4, P.533-545[69] Zhou P., Byrne C., Jacobs J., Fuchs E. // Genes Dev. 1995, V.9, №6, P.700-713[70] Logan C.Y., Nusse R. // Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 2004, V.20, P.781-810[71] Delcommenne M., Tan C., Gray V., Rue L., Woodgett J., Dedhar S. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1998, V.95, №19, P.11211-11216[72] Novak A., Hsu S.C., Leung-Hagesteijn C., Radeva G., Papkoff J., Montesano R., Roskelley C., Grosschedl R., Dedhar S. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1998, V.95, №8, P.4374-4379[73] Oloumi A., Syam S., Dedhar S. // Oncogene. 2006, V.25, №59, P.7747-7757[74] Sakai T., Li S., Dicheva D., Grashoff C., Sakai K., Kostka G., Braun A., Pfeifer A., Yurchenco P.D., Fassler R. // Genes Dev. 2003, V.17, №7, P.926-940[75] Lynch D.K., Ellis C.A., Edwards P.A., Hiles I.D. // Oncogene. 1999, V.18, №56, P.8024-8032[76] Zervas C.G., Gregory S.L., Brown N.H. // J. Cell Biol. 2001, V.152, №5, P.1007-1018[77] Mackinnon A.C., Qadota H., Norman K.R., Moerman D.G., Williams B.D. // Curr. Biol. 2002, V.12, №10, P.787-797[78] Hill M.M., Feng J., Hemmings B.A. // Curr. Biol. 2002, V.12, №14, P.1251-1255[79] Grashoff C., Aszodi A., Sakai T., Hunziker E.B., Fässler R. // EMBO Rep. 2003, V.4, №4, P.432-438[80] Lorenz K., Grashoff C., Torka R., Sakai T., Langbein L., Bloch W., Aumailley M., Fassler R. // J. Cell Biol. 2007, V.177, №3, P.501-513[81] Qin J., Wu C. // Curr. Opin. Cell Biol. 2012, V.24, №5, P.607-613[82] Blanpain C., Fuchs E. // Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 2006, V.22, P.339-373[83] Dassule H.R., Lewis P., Bei M., Maas R., McMahon A.P. // Development. 2000, V.127, №22, P.4775-4785[84] Manohar A., Shome S.G., Lamar J., Stirling L., Iyer V., Pumiglia K., DiPersio C.M. // J. Cell Sci. 2004, V.117, P.4043-4054[85] Nakrieko K.A., Welch I., Dupuis H., Bryce D., Pajak A., St-Arnaud R., Dedhar S., D´Souza S.J., Dagnino L. // Mol. Biol. Cell. 2008, V.19, №4, P.1462-1473[86] Choma D.P., Pumiglia K., DiPersio C.M. // J. Cell Sci. 2004, V.117, P.3947-3959[87] Nakrieko K.A., Rudkouskaya A., Irvine T.S., D'Souza S.J., Dagnino L. // Mol. Biol. Cell. 2011, V.22, №14, P.2532-2540[88] Judah D., Rudkouskaya A., Wilson R., Carter D.E., Dagnino L. // PLoS One. 2012, V.7, №5, P.e36704[89] Watt F.M., Driskell R.R. // Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 2010, V.365, P.155-163[90] Hall P.A., Watt F.M. // Development. 1989, V.106, №4, P.619-633[91] Scadden D.T. // Nature 2006, V.441, P.1075-1079[92] Spradling A., Drummond-Barbosa D., Kai T. // Nature 2001, V.414, P.98-104[93] Watt F.M., Hogan B.L. // Science. 2000, V.287, P.1427-1430[94] Morris R.J., Liu Y., Marles L., Yang Z., Trempus C., Li S., Lin J.S., Sawicki J.A., Cotsarelis G. // Nat. Biotechnol. 2004, V.22, №4, P.411-417[95] Tumbar T., Guasch G., Greco V., Blanpain C., Lowry W.E., Rendl M., Fuchs E. // Science. 2004, V.303, P.359-363[96] Ordonez P., Di Girolamo N. // Stem Cells. 2012, V.30, №2, P.100-107[97] Hayashi R., Yamoto M., Saito T., Oshima T., Okano T., Tano Y., Nishida K. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2008, V.367, №2, P.256-263[98] Li A., Simmons P.J., Kaur P. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1998, V.95, №7, P.3902-3907[99] Wagers A.J., Weissman I.L. // Stem Cells. 2006, V.24, №4, P.1087-1094[100] Stingl J., Eirew P., Ricketson I., Shackleton M., Vaillant F., Choi D., Li H.I., Eaves C.J. // Nature 2006, V.439, P.993-997[101] Shackleton M., Vaillant F., Simpson K.J., Stingl J., Smyth G.K., Asselin-Labat M.L., Wu L., Lindeman G.J., Visvader J.E. // Nature 2006, V.439, P.84-88[102] Watt F.M., Fujiwara H. // Cold Spring Harb. Perspect Biol. 2011, V.3, №4, P.a005124[103] Jones P.H., Watt F.M. // Cell. 1993, V.73, №4, P.713-724[104] Huttenlocher A., Sandborg R.R., Horwitz A.F. // Curr. Opin. Cell Biol. 1995, V.7, №5, P.697-706[105] Kloepper J.E., Tiede S., Brinckmann J., Reinhardt D.P., Meyer W., Faessler R., Paus R. // Exp. Dermatol. 2008, V.7, №7, P.592-609[106] Kloepper J.E., Hendrix S., Bodo E., Tiede S., Humpries M.J., Philpott M.P., Fässler R., Paus R. // Exp. Cell Res. 2008, V.314, №3, P.498-508[107] Sachs N., Secades P., van Hulst L., Kreft M., Song J.Y., Sonnenberg A. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2012, V.109, №52, P.21468-21473[108] Lechler T., Fuchs E. // Nature 2005, V.437, P.275-280[109] Moro L., Venturino M., Bozzo C., Silengo L., Altruda F., Beguinot L., Tarone G., Defilippi P. // EMBO J. 1998, V.17, №22, P.6622-6632