The small dermatan sulphate proteoglycan of bovine tendon demonstrated a unique ability to inhibit fibrillogenesis of both type I and type II collagen from bovine tendon and cartilage respectively in an assay performed in vitro. None of the other proteoglycan populations from cartilage, tendon or aorta, even those similar in size and chemical structure, had this effect. Alkali treatment of the small proteoglycan of tendon eliminated its ability to inhibit fibrillogenesis, whereas chondroitinase digestion did not. This indicates that its interaction with collagen depends on the core protein. Fibrillogenesis of pepsin-digested collagens was affected similarly, indicating that interaction with the collagen telopeptides is not involved. The results suggest that interactions between collagen and proteoglycans may be quite specific both for the type of proteoglycan and its tissue of origin.

The authors have adopted a new nomenclature for the laminins. They are numbered with arabic numerals in the order discovered. The previous A, B1 and B2 chains, and their isoforms, are alpha, beta and gamma, respectively, followed by an arabic numeral to identify the isoform. For example, the first laminin identified from the Engelbreth-Holm-Swarm tumor is laminin-1 with the chain composition alpha 1 beta 1 gamma 1. The genes for these chains are LAMA1, LAMB1 and LAMC1, respectively.

The LAMC1 gene coding for the laminin γ1 subunit was targeted by homologous recombination in mouse embryonic stem cells. Mice heterozygous for the mutation had a normal phenotype and were fertile, whereas homozygous mutant embryos did not survive beyond day 5.5 post coitum. These embryos lacked basement membranes and although the blastocysts had expanded, primitive endoderm cells remained in the inner cell mass, and the parietal yolk sac did not develop. Cultured embryonic stem cells appeared normal after targeting both LAMC1 genes, but the embryoid bodies derived from them also lacked basement membranes, having disorganized extracellular deposits of the basement membrane proteins collagen IV and perlecan, and the cells failed to differentiate into stable myotubes. Secretion of the linking protein nidogen and a truncated laminin α1 subunit did occur, but these were not deposited in the extracellular matrix. These results show that the laminin γ1 subunit is necessary for laminin assembly and that laminin is in turn essential for the organization of other basement membrane components in vivo and in vitro. Surprisingly, basement membranes are not necessary for the formation of the first epithelium to develop during embryogenesis, but first become required for extra embryonic endoderm differentiation.

An M, = 624,000 oligomeric protein was isolated from bovine cartilage and designated COMP (Cartilage Oligomeric Matrix Protein).The protein is composed of disulfide-bonded subunits with an apparent M, of 100,000 each.It is markedly anionic, probably due to its high contents of aspartic acid and glutamic acid, as well as to its substitution with negatively charged carbohydrates.COMP was found in all cartilages analyzed, but could not be detected in other tissues by enzyme-linked immunosorbent assay of guanidine HCl extracts.Within a given cartilage, COMP shows a preferential localization to the territorial matrix surrounding the chondrocytes.Cartilage contains a number of matrix glycoproteins, in addition to the aggregating proteoglycan (aggrecan, for reference, see HeinegHrd and Oldberg, 1989) and collagens (types 11, VI, IX, X, XI, for reference, see Miller and Gay, 1987; Shaw and Olsen, 1991).Some of these are substituted with glycosaminoglycans, as biglycan, decorin, and fibromodulin (for review, see Heinegird and Oldberg, 1989), and are often referred to as small proteoglycans.Others appear devoid of glycosaminoglycans, e.g.cartilage matrix protein (Paulsson and Heinegird, 1979, 1981), the high M , (>400,000) protein (Fife and Brandt, 1984), the 58-kDa protein (Heinegird et al., 1986), and the 36-kDa protein (Larsson et al., 1991).A function can be discerned for some of the matrix glycoproteins and small proteoglycans.Decorin (Vogel et aL, 1984) and fibromodulin (Hedbom and Heinegkd, 1989) bind collagen via their protein cores and could have roles in regulating collagen fibrillogenesis and/or determining the physical properties of the completed fibril.Decorin has also been shown to bind transforming growth factor-P (Yamaguchi et al., 1990) and could be important in the concerted regulation of cellular growth and differentiation by growth factors and extracellular matrix (Nathan and Sporn, 1991).The 36-kDa protein can bind cultured chondrocytes and may therefore play a role in

Gluten sensitivity typically presents as celiac disease, a common chronic small intestinal disorder. However, in certain individuals it is associated with dermatitis herpetiformis, a blistering skin disease characterized by granular IgA deposits in the papillary dermis. While tissue transglutaminase has been implicated as the major autoantigen of gluten sensitive disease, there has been no explanation as to why this condition appears in two distinct forms. Here we show that while sera from patients with either form of gluten sensitive disease react both with tissue transglutaminase and the related enzyme epidermal (type 3) transglutaminase, antibodies in patients having dermatitis herpetiformis show a markedly higher avidity for epidermal transglutaminase. Further, these patients have an antibody population specific for this enzyme. We also show that the IgA precipitates in the papillary dermis of patients with dermatitis herpetiformis, the defining signs of the disease, contain epidermal transglutaminase, but not tissue transglutaminase or keratinocyte transglutaminase. These findings demonstrate that epidermal transglutaminase, rather than tissue transglutaminase, is the dominant autoantigen in dermatitis herpetiformis and explain why skin symptoms appear in a proportion of patients having gluten sensitive disease.

Large quantities of intact laminin-nidogen complex could be extracted from a mouse tumor basement membrane with a physiological buffer containing EDTA. Analysis of the purified complex demonstrated that the two proteins occur in an equimolar ratio and that anchoring of these complexes to the extracellular matrix requires divalent cations. Reversible dissociation of the complex was achieved with 2 M guanidine X HCl and has been used for purification of the individual components. Electron microscopy and binding studies using laminin fragments demonstrated that nidogen interacts specifically with the center of the cross-shaped laminin molecule as represented by the short-arm structure fragment 1. The complex was also useful to confirm and refine a previously proposed dumb-bell structure of nidogen and to prepare and characterize the cell-binding fragment 8 from the long arm of laminin.

Abstract Collagen XII, belonging to the fibril-associated collagens with interrupted triple helix (FACIT) family, assembles from three identical α-chains encoded by the COL12A1 gene. The trimeric molecule consists of three N-terminal noncollagenous NC3 domains joined by disulfide bonds followed by a short interrupted collagen triple helix at the C-terminus. Collagen XII is expressed widely in the musculoskeletal system and mutations in the COL12A1 gene cause an Ehlers-Danlos/myopathy overlap syndrome, which is associated with skeletal abnormalities and muscle weakness. Our study defines the role of collagen XII in patella development using the Col12a1 -/- mouse model. Deficiency in Col12a1 expression causes malformed facies patellaris femoris grooves at an early stage, which leads to patella subluxation and growth retardation. Due to the patella subluxation, more muscle fibers with centralized nuclei occur in the quadriceps than in the gastrocnemius muscles indicating a local effect. To further understand the role of collagen XII in the skeletal tissues single cell RNAseq (scRNA-seq) was performed. Comparison of the gene expression in the tenocyte cell sub-population of wild type and Col12a1 -/- mice showed that several matrix genes are altered. Finally, we reinvestigated collagen XII deficient patients and observed a patella instability.

Abstract The widely expressed microfibril-forming collagen VI is subject to proteolytic cleavage and it has been proposed that the cleaved off C-terminal Kunitz domain (C5) of the α3 chain is an adipokine important for tumor progression and fibrosis. Under the name “endotrophin” the C5 fragment has also been shown to be a potent biomarker for fibro-inflammatory diseases. However, the biochemical mechanisms behind endotrophin activity have not been investigated. In earlier studies, the anthrax toxin receptor 1 was found to bind to C5, but this potential interaction has not been further studied. Given the proposed physiological role of endotrophin we aimed to determine how the endotrophin signal is transmitted to the recipient cells. Surprisingly, we could not detect any interaction between endotrophin and anthrax toxin receptor 1 or its close relative, anthrax toxin receptor 2. Moreover, we could not detect binding of fully assembled collagen VI to either anthrax toxin receptor. We also performed similar experiments with the collagen VI surface receptor NG2 (CSPG4). We could confirm that NG2 is a collagen VI receptor that binds to assembled collagen VI, but not to the cleaved C5/endotrophin. A cellular receptor for C5/endotrophin therefore still remains elusive.

Abstract Asprosin, the C-terminal furin cleavage product of profibrillin-1, was reported to act as a hormone that circulates at nanomolar levels and is recruited to the liver where it induces G protein-coupled activation of the cAMP-PKA pathway and stimulates rapid glucose release into the circulation. Although derived upon C-terminal cleavage of fibrillin-1, a multidomain extracellular matrix glycoprotein with a ubiquitous distribution in connective tissues, little is known about the mechanisms controlling the bioavailability of asprosin in tissues. In the current view, asprosin is mainly produced by white adipose tissue from where it is released into the blood in monomeric form. Here, by employing newly generated specific asprosin antibodies we monitored the distribution pattern of asprosin in human and murine connective tissues such as placenta, and muscle. Thereby we detected the presence of asprosin positive extracellular fibers. Further, by screening established cell lines for asprosin synthesis we found that most cells derived from musculoskeletal tissues render asprosin into an oligomerized form. Our analyses show that asprosin already multimerizes intracellularly, but that stable multimerization via covalent bonds is facilitated by transglutaminase activity. Further, asprosin fiber formation requires an intact fibrillin-1 fiber network for proper linear deposition. Our data suggest a new extracellular storage mechanism of asprosin in an oligomerized form which may regulate its cellular bioavailability in tissues.