你 好，Cadherin ！

钙粘蛋白（Cadherin）是一类I型跨膜蛋白，它们在细胞连接中扮演重要角色，保证了细胞在组织中彼此结合[1] [2]。近年来研究表明其与癌症诊断密切相关，主要是通过wnt信号通路影响干细胞分化和肿瘤细胞的扩增，对此展开研究的老师也越来越多[3] [4]。
说起Cadherin，就不得不提下面这位日本科学家-竹市雅俊（Masashi Takeichi），从1983年发现并鉴定Cadherin ，至今老爷子已经在这个领域耕耘了37年[5]。
因此，于2020年他获得了诺奖风向标-盖尔德纳医学奖。下面让小优带你穿过历史的走廊，时光的阶梯，YQKK关于竹市雅俊那段不为人知的秘密。
 

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初の発見
说起cadherin的发现也挺有意思的，当初竹市雅俊还在名古屋大学读研究生的时候，被推荐下到京都大学Okada教授下面做联培。在一次实验中他发现了细胞间粘附的现象，他感到非常好奇，报告给了老板。对此，Okada教授支持他将课题换成研究细胞粘附现象。从此竹市雅俊开始了细胞粘附的相关研究并发表了数篇文章[6] [7] [8]，获得了京都大学的博士学位。
 
在老板的推荐下，1974年竹市雅俊来到美国卡内基学院（Carnegie Institution）做为期两年的博后交流，跟着大佬James Ebert做研究。大佬所里有个叫Richard Pagano的正在研究细胞表面和脂质体。竹市雅俊觉着这个系统可以作为研究细胞间相互作用的优秀模型，因此跟着Pagano干了两年。
 
新たな進展
来到了新的地方，竹市雅俊心里依然装着细胞粘附。由于两个组的培养基配方不一样，竹市雅俊发现EDTA、Ca2+的有无对于V79的细胞粘附有影响，因此可能存在一个Ca2+依赖的细胞间粘附系统[9]。并根据两个处理的不同，筛选出了一个大约150KD的蛋白的存在[10]。
 

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两年时光一晃而过，竹市雅俊回到了京都大学，组里已是物是人非，其他人都做着各自的其他研究，没有人做细胞粘附，竟然都找不着属于他的办公桌。竹市雅俊感到有点心灰意冷，Malcom Steinberg教授在组会中听了竹市雅俊的汇报，鼓励他继续研究，老板也安排一些本科生和硕士研究生跟着他干。
 
最終決戦
人马，粮草到齐了，下面要开始攻城夺寨了。首要任务是将之前那个蛋白分离出来。怎么搞呢？竹市雅俊的想法是获得一种会干涉细胞粘附的抗体，即通过中和试验（Neutrlization test）封杀目的蛋白。早期竹市雅俊通过V79细胞打到动物体内筛选抗体，木有效果；后续通过打细胞膜（这个蛋白应该在膜上）来免疫产生抗体，还是木有效果。即使通过二维凝胶纯化了p150作为免疫原，也木有得到有效抗体。
 
Duang，没过多久竹市雅俊注意到一篇文章， F9细胞注射小鼠产生的抗体对胚胎的影响，从形态学变化看上去跟他的V79一模一样[11]。天啊撸，这莫名其妙的猿粪。于是他果断丢了V79，换成F9细胞做抗原。1983年，非常幸运的是，竹市雅俊筛选到了一个多克隆抗体ECCD1，可以特异封闭细胞黏连，并且通过WB实验鉴定出了这个蛋白，并将之命名为“Cadherin”[5]。
 
新しい旅程
到这里，有的看官可能会有疑问。为什么V97筛不出来呢？没错，V97细胞的Cadherin表达低，不足以刺激机体产生抗体。F9含有更多的抗原，故他C位出道了。后续研究发现，该抗体无法封闭所有的细胞黏连，所以可能存在不同形式的Cadherin。根据研究的样品不同，研究者先后发现了E-Cadherin（epithelial cadherin）主要位于上皮组织[5]，N-cadherin (neural cadherin) 主要在神经元中[12]，P-Cadherin（Placental cadherin）主要在胎盘中[13]；VE- Cadherin（Vascular endothelial Cadherin）主要在血管内皮细胞中[14]。越来越多人研究Cadherin，Cadherin家族发展得也越来越壮大，到目前已经发现了100多个成员[15]。由于wnt信号通路的研究，目前Cadherin又被推上风口浪尖，一大波文章正处在来袭!
 

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E-cadherin (orange) 、N-cadherin (blue)和 VE-cadherin（white）合影
小优讲到这里，当初竹市雅俊为了筛E-cad的多克隆抗体费了老鼻子劲，现在有一个好机会近在眼前，现成的、新鲜的cadherin抗体还有5s到达战场。

 
参考文献
1.Takeichi, M. and S. Nakagawa, Cadherin-dependent cell-cell adhesion. Curr Protoc Cell Biol, 2001. Chapter 9: p. Unit 9 3.
2.Wheelock, M.J. and K.R. Johnson, Cadherins as modulators of cellular phenotype. Annu Rev Cell Dev Biol, 2003. 19: p. 207-35.
3.Nusse, R. and H. Clevers, Wnt/beta-Catenin Signaling, Disease, and Emerging Therapeutic Modalities. Cell, 2017. 169(6): p. 985-999.
4.Willert, K. and R. Nusse, Beta-catenin: a key mediator of Wnt signaling. Curr Opin Genet Dev, 1998. 8(1): p. 95-102.
5.Yoshida-Noro, C., N. Suzuki, and M. Takeichi, Molecular nature of the calcium-dependent cell-cell adhesion system in mouse teratocarcinoma and embryonic cells studied with a monoclonal antibody. Dev Biol, 1984. 101(1): p. 19-27.
6.Takeichi, M. and T.S. Okada, Roles of magnesium and calcium ions in cell-to-substrate adhesion. Exp Cell Res, 1972. 74(1): p. 51-60.
7.Takeichi, M., The factor affecting the spreading of chondrocytes upon inorganic substrate. J Cell Sci, 1973. 13(1): p. 193-204.
8.Takeichi, M. and T.S. Okada, Alteration of distribution patterns of cultured cells on the substrate by divalent cations. Dev Biol, 1974. 39(2): p. 336-41.
9.Takeichi, M., Functional correlation between cell adhesive properties and some cell surface proteins. J Cell Biol, 1977. 75(2 Pt 1): p. 464-74.
10.Pagano, R.E. and M. Takeichi, Adhesion of phospholipid vesicles to Chinese hamster fibroblasts. Role of cell surface proteins. J Cell Biol, 1977. 74(2): p. 531-46.
11.Kemler, R., et al., Surface antigen in early differentiation. Proc Natl Acad Sci U S A, 1977. 74(10): p. 4449-52.
12.Hatta, K. and M. Takeichi, Expression of N-cadherin adhesion molecules associated with early morphogenetic events in chick development. Nature, 1986. 320(6061): p. 447-9.
13.Nose, A., A. Nagafuchi, and M. Takeichi, Isolation of placental cadherin cDNA: identification of a novel gene family of cell-cell adhesion molecules. EMBO J, 1987. 6(12): p. 3655-61.
14.Lampugnani, M.G., et al., A novel endothelial-specific membrane protein is a marker of cell-cell contacts. J Cell Biol, 1992. 118(6): p. 1511-22.
15.Takeichi, M., The cadherin superfamily in neuronal connections and interactions. Nat Rev Neurosci, 2007. 8(1): p. 11-20.