TGF-βシグナル伝達に関わる核膜蛋白質の小胞体－核輸送制御の解析

参与TGF-β信号转导的核膜蛋白的内质网-核运输调控分析

• 批准号: 22K15128
• 负责人: 佐藤 夢子
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Teikyo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K15128/
• 关键词: Lemd3; 核-細胞質間輸送; 核膜蛋白質; 細胞内局在; 小胞体-核輸送; TGF-βシグナル; 中胚葉分化; 発生生物学

核内膜蛋白質のLemd3は、TGF-β経路の下流で作用する転写因子のSmadを核膜近傍に捕捉することで、シグナル伝達を抑制すると考えられている。しかしLemd3の細胞内局在を細かく観察すると、核膜だけではなく細胞質中の膜小胞にも滞留することが見出された。そこで、Lemd3の細胞内局在変化が下流のシグナル伝達や胚発生にどのような影響を及ぼすのかを明らかにすることにした。TGF-β/アクチビン存在下のLemd3の局在変化を検討するため、蛍光蛋白質のVenusを繋げたLemd3（Venus-Lemd3）をアフリカツメガエル初期胚に発現させ、アクチビン存在下での細胞内局在を、共焦点レーザー顕微鏡にて観察した。その結果アクチビン処理を行うことで、Lemd3の膜小胞局在が増加する事が確認できた。また、細胞膜と核を蛍光蛋白質でトレースして、アクチビン処理による核と細胞質の体積比 (N/C ratio) の変化を検討した。その結果、アクチビン処理群はコントロールと比較して、核サイズが縮小する可能性が示唆された。これは、アクチビン処理によって、核構成物質や核膜蛋白質の核内輸送が抑えられた、もしくは核外輸送が促進された可能性が考えられる。現在、Lemd3の膜小胞局在制御機構を検討するために、核-細胞質間輸送に関わるRan蛋白質との共局在や、Ran蛋白質変異体を用いた解析を行っている。

Lemd3 是一种内核膜蛋白，被认为通过捕获 Smad 来抑制信号转导，Smad 是一种作用于 TGF-β 通路下游的转录因子，位于核膜附近。然而，当我们仔细观察Lemd3的细胞内定位时，我们发现它不仅保留在核膜中，而且还保留在细胞质的膜囊泡中。因此，我们决定阐明 Lemd3 细胞内定位的变化如何影响下游信号转导和胚胎发育。为了检查Lemd3在TGF-β/激活素存在下的定位变化，我们在早期非洲爪蟾胚胎中表达了与荧光蛋白Venus (Venus-Lemd3)连接的Lemd3，并研究了激活素存在下的细胞内定位。使用共焦激光显微镜观察。结果，我们证实激活素处理增加了 Lemd3 在膜囊泡中的定位。我们还用荧光蛋白追踪细胞膜和细胞核，以检查激活素处理导致的细胞核与细胞质体积比（N/C 比）的变化。结果表明，与对照组相比，激活素处理组的核大小可能减小。这可能是由于激活素处理抑制了核组成物质和核膜蛋白的核转运，或促进了核输出。目前，为了研究Lemd3的膜囊泡定位机制，我们正在与参与核质运输的Ran蛋白进行共定位，并使用Ran蛋白突变体。