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是一种内层蛋白，被认为通过捕获Smad（在核膜附近作用于TGF-β途径下游的转录因子）来抑制信号传导。但是，当我们仔细观察LEMD3的亚细胞定位时，发现它不仅保留在核膜中，而且留在细胞质中的膜囊泡中。因此，我们决定阐明LEMD3亚细胞定位的变化如何对下游信号传导和胚胎发育产生影响。为了研究在存在TGF-β/活化素的存在下LEMD3的定位变化，在早期的Xenopus胚胎中表达了与荧光蛋白金星相关的LEMD3（Venus-LEMD3），并在早期的Xenopus Embryos中表达，并在激活素的存在下通过共聚集激素显微镜观察到亚细胞定位。结果，已经证实，在激活素进行激活素时，LEMD3的膜囊泡的定位增加。此外，用荧光蛋白对细胞膜和细胞核进行追踪，以检查核治疗引起的核与细胞质的体积比（N/C比）的变化。结果表明，与对照组相比，经激活素处理的组的核大小可能降低。这可能是因为激活素治疗抑制了核成分和核膜蛋白的核转运，或促进核出口。目前，为了研究控制LEMD3的膜囊泡定位的机制，我们正在使用与参与核胞质转运的RAN蛋白进行共定位进行分析，并使用RAN蛋白突变体进行了分析。