Tämän geenin koodaama proteiini on eräänlainen solujen välinen adheesiomolekyyli, jota esiintyy jatkuvasti pieninä pitoisuuksina leukosyyttien ja endoteelisolujen kalvoissa. Sytokiinistimulaation yhteydessä pitoisuudet kasvavat huomattavasti. ICAM-1:tä voivat indusoida interleukiini-1 (IL-1) ja tuumorinekroositekijä (TNF), ja sitä ilmentävät verisuonten endoteeli, makrofagit ja lymfosyytit. ICAM-1 on ligandi LFA-1:lle (integriini), joka on leukosyyttien reseptori. Aktivoituessaan leukosyytit sitoutuvat ICAM-1/LFA-1:n kautta endoteelisoluihin ja siirtyvät sitten kudoksiin. LFA-1:tä on löydetty myös liukoisessa muodossa, joka näyttää sitovan ja estävän ICAM-1:n.
Rooli solusignaalien välityksessäMuutos
ICAM-1 on endoteeliin ja leukosyytteihin assosioitunut transmembraaniproteiini, joka on jo pitkään tunnettu merkityksestään solujen ja solujen välisten vuorovaikutussuhteiden vakiinnuttamisessa ja leukosyyttien endoteelisolujen transmigraation helpottamisessa. Viime aikoina ICAM-1:n on todettu olevan ihmisen rinoviruksen soluun pääsyn paikka. Koska ICAM-1 liittyy immuunivasteisiin, on oletettu, että se voisi toimia signaalinsiirrossa. ICAM-1:n ligaatio saa aikaan proinflammatorisia vaikutuksia, kuten tulehduksellisten leukosyyttien rekrytoitumisen, signaloimalla useiden kinaasien, mukaan lukien kinaasi p56lyn, muodostamien kaskadien kautta.
Muut toiminnot Muokkaa
ICAM-1:llä ja liukoisella ICAM-1:llä on antagonistisia vaikutuksia veren ja kiveksen välisen esteen muodostaviin tiukkoihin liittymiin, ja näin ollen niillä on merkittävä rooli spermatogeneesissä.
Raskas glykosylaatio ja muut ICAM-1:n rakenteelliset ominaisuudet lainaavat proteiinille sitoutumispaikkoja lukuisille ligandeille. ICAM-1:llä on sitoutumiskohtia useille immuniteettiin liittyville ligandeille. Erityisesti ICAM-1 sitoutuu makrofagien adheesioligandiin-1 (Mac-1; ITGB2 / ITGAM), leukosyyttien toimintaan liittyvään antigeeniin-1 (LFA-1) ja fibrinogeeniin. Nämä kolme proteiinia ilmentyvät yleisesti endoteelisoluissa ja leukosyyteissä, ja ne sitoutuvat ICAM-1:een helpottaakseen leukosyyttien siirtymistä verisuonten endoteelien läpi prosesseissa, kuten ekstravasaatiossa ja tulehdusreaktiossa. Näiden sitoutumisominaisuuksien vuoksi ICAM-1:lle on klassisesti annettu solujen välisen adheesion tehtävä.
Tutkijat alkoivat kyseenalaistaa ICAM-1:n roolia pelkkänä adheesiomolekyylinä, kun he havaitsivat, että ICAM-1 toimii sitoutumiskohteena ihmisen rinoviruksen (HRV) pääryhmän pääsemisessä eri solutyyppeihin. ICAM-1:n tunnetuksi tuli myös sen affiniteetti plasmodium falciparum -infektoituneisiin erytrosyytteihin (PFIE), mikä antoi ICAM-1:lle enemmän roolia tartuntataudeissa.
Kun ICAM-1:n roolit solu-solu-adheesiossa, ekstravasaatiossa ja infektiossa ymmärrettiin paremmin, ICAM-1:n mahdollisesta roolista signaalinsiirrossa alettiin esittää hypoteesia. Suurin osa ICAM-1:tä koskevasta viime vuosien työstä on keskittynyt tähän keskeiseen kysymykseen sekä siihen liittyviin kysymyksiin. Tutkijat päättelivät, että jos ICAM-1:n signaalinsiirto osoittautuisi tapahtuvaksi, olisi tarpeen tunnistaa signaalinsiirron mekanismi, olosuhteet ja ympäristö, joissa signaalinsiirto tapahtuisi, sekä siihen mahdollisesti osallistuvien signaalikaskadien biologiset päätepisteet. Sen lisäksi, että ICAM-1:llä on klassisesti kuvattuja tehtäviä adheesiomolekyylinä ja virusten kulkeutumismolekyylinä, sillä on nyt vakuuttavasti luonnehdittu olevan rooli signaalinsiirrossa. Lisäksi ICAM-1:n signaalinvälitystoiminnot näyttävät liittyvän ensisijaisesti proinflammatorisiin reitteihin. Erityisesti ICAM-1:n signalointi näyttää aiheuttavan tulehdusta aiheuttavien immuunisolujen, kuten makrofagien ja granulosyyttien, rekrytoitumista.
ICAM-1 saattaa myös osallistua positiiviseen takaisinkytkentään ja kilpailla ICAM-2:n kanssa leukosyyttien endoteelin kautta tapahtuvalle transmigraatiolle suotuisan proinflammatorisen ympäristön ylläpitämisestä. Sekä mRNA- että proteiiniekspressiotasolla ICAM-1:n ligaation havaittiin säätelevän ICAM-1:n omaa ekspressiota positiivisessa takaisinkytkennässä. Lisäksi havaittiin, että ICAM-1:n ligointi sääteli myös RANTES:n mRNA:n ja proteiinin ilmentymistä. RANTES eli Regulated upon Activation Normal T-cell Expressed and Secreted on sytokiini, joka on tulehdusvälittäjä, joka kemotaktisesti vaikuttaa erilaisiin tulehduksellisiin immuunisoluihin, kuten granulosyytteihin ja makrofageihin. ICAM-1:n signaloinnin täydellisessä karakterisoinnissa on kuitenkin vielä paljon tehtävää. ICAM-1:n ja ICAM-2:n signalointiympäristöjen välistä suhdetta ei ole vahvistettu pelkkää korrelaatiota pidemmälle; tutkimusta, jossa ICAM-signalointi yhdistetään tulehdusympäristön todelliseen muokkaamiseen in vivo, ei ole vielä tehty. Signaalikaskadien verkkomainen luonne edellyttää, että ICAM-1:n välittämän, eri kinaasien, kuten p56lyn, Raf-1:n ja MAPK:iden kautta tapahtuvan signaloinnin jälkivaikuttajat ovat suurelta osin tuntemattomia. Näiden signalointimolekyylien välisen ristikkäisvuorovaikutuksen perusteellisempi tutkiminen voi tuoda lisävaloa ICAM-1:n ligaation ja signaalinsiirron tuottamiin biologisiin päätepisteisiin.