ギャップ結合（GJ）チャネルは、近接する細胞間でイオン、代謝物、シグナル分子の交換を可能にすることで、直接的な細胞間コミュニケーションを媒介する。ヒトは21種類のコネキシン（Cx）アイソフォームを発現し、同種型または異種型のチャネルを形成しうるため、組織特異的なコミュニケーションネットワークを形づくる大きな相互作用の可能性が生じる。しかし、どのコネキシンアイソフォームが適合的にドッキングしうるかを規定するルールは、いまだ不完全にしか定義されていない。細胞外ループ2（EL2）配列の特徴は、ドッキング特異性に関与し、コネキシンを2つの代表的な適合性グループであるK-N群とH群に分類するために用いられてきたが、これらの割り当ては概ね予測的であるにとどまる。潜在的な異種型コネキシンの組み合わせの多くは、実験的に検証されたことがない。この不完全な相互作用地図は、どのコネキシン組み合わせが集合しうるか、アイソフォームの共発現が細胞間コミュニケーションにどう影響するか、そしてそれらの関係が疾患や工学的システムでどのように変化または利用されるかを予測する能力を制限している。
ここでは、ヒトコネキシンファミリーの完全な範囲にわたりドッキング適合性を評価するために、FETCH（Flow Enabled Tracking of Connexosomes in HEK Cells）アッセイを用いた。ファミリー全体での適合性マッピングを支えるために、文献に基づく異種型相互作用を用いて、高信頼の相互作用適合性に対応するデータ駆動型のFETCHスコア閾値を定義した。同種型のFETCH測定は21種類のアイソフォーム間で大きく変動し、15種類が経験的閾値を上回る平均スコアを示した。次に、FETCH解析を全210種類の異種型アイソフォームのペアに拡張した。その結果得られた相互作用の地形は、2つの代表的適合性グループ内での濃縮を含む、想定されるモチーフ・クラスの関係を概ね再現したが、同時に近接グループ間の相互作用や、クラスに基づく予測からの明確な例外に相当する予期しないクロスグループの組み合わせも同定された。これらの知見と整合して、EL2モチーフのペア間類似性は、閾値ベースの相互作用分類とわずかな相関しか示さず、EL2類似性のみでは適合性の結果を予測できないことが示された。以上より、モチーフ・クラスはコネキシン適合性を整理する広い枠組みを与える一方で、ペア間のドッキング特異性は、近接グループ間の関係や明確なクロスグループの例外を生み出す、未解明のアイソフォーム特異的決定因子にも依存していることを示唆する。特に、レンズCxであり、メラノーマおよび乳がんにも関連づけられているCx46は、主要な2つの適合性グループの双方に属する相手と相互作用でき、さらにコネキシンファミリーの半数超と相互作用可能な、広く許容性の高いアイソフォームとして現れた。これらの知見は、ヒトコネキシンのドッキング適合性に関する最初のファミリー全体の実験的アトラスを確立するものであり、代表的相互作用、これまで認識されていなかった組み合わせ、確立した適合性ルールからの例外を定義する。このアトラスは、コネキシン特異性の分子決定因子の定義、アイソフォーム多様性が細胞間コミュニケーションをどう形づくるかの理解、制御されたドッキング挙動をもつギャップ結合チャネルの設計の基盤となる。
https://doi.org/10.64898/2026.08.31.743583