三量体G蛋白質βγサブユニットによるアクチン細胞骨格と細胞接着の制御機構の解明

阐明三聚体G蛋白βγ亚基对肌动蛋白细胞骨架和细胞粘附的控制机制

基本信息

批准号：
12771430
负责人：
上田浩
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Institute for Developmental Research, Aichi Human Service Center
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度は、三量体G蛋白質βγによる細胞接着・運動の制御機構を調べている過程で発見したHeLa細胞における三量体G蛋白質Gα11による強い接着斑様構造形成のメカニズムを検討した。以前、HeLa細胞にGβγを発現させると、活性型Gα12と同様にアクチンストレスファイバーと接着斑の形成を引き起こすことを報告した。これらの形成はRhoのドミナントネガティブ変異体とRhoキナーゼ阻害剤Y-27632により阻害されることから、Rho、Rhoキナーゼ依存性と考えられる。一方、活性化型Gα11を発現させるとストレスファイバーは見られないが、ビンキュリン抗体で強く染色される接着斑様の構造が形成された。この形成はRhoキナーゼ依存性であるが、Rhoには非依存性であった。HeLa細胞では活性化型Gα11の発現によりカスパーゼが活性化され、アポトーシスが誘導されること、活性化されたカスパーゼによりRhoキナーゼROCK-Iの切断が起こることが判明した。切断部位はAsp-1113で、N端側のフラグメントは活性化型であることを示した。また、Gq/11を活性化するm1ムスカリン性アセチルコリン受容体刺激でもROCK-Iの切断が起こり、ビンキュリンを含む接着斑様の構造を形成することから生理的条件下でも起こる反応と考えられる。本研究では、ROCK-IのC末端側が切除されて活性化されるというRhoを介さないRhoキナーゼの活性化機構が明らかになった。G11からカスパーゼ活性化への伝達機構は今後の課題であるが、Gq/11のよく知られた下流の反応であるプロテインキナーゼCの阻害剤やCa^<2+>のキレート剤では活性型Gα11によるROCK-Iの切断は抑制されなかったので、これらを介するシグナル伝達ではないと考えられる。活性型Gα11をNIH3T3細胞に発現してもアポトーシスは誘導されず、細胞特異性のある反応であった。一連の反応に関与する分子の内おそらく少なくともどれか1つがNIH3T3細胞には欠けていると推定される。

今年，我们研究了三聚体G蛋白Gα11在HELA细胞中形成强局粘附样结构的机制，在研究三聚合物G蛋白βγ的细胞粘附机制和运动控制的过程中，我们发现了这些机制。我们先前报道说，在HeLa细胞中表达Gβγ会导致肌动蛋白应激纤维和焦点粘附的形成，类似于活性Gα12。这些形成被认为是Rho，Rho激酶依赖性的，因为它被RHO和RHO激酶抑制剂Y-27632的主要阴性突变体抑制。另一方面，当表达活化的Gα11时，未发现应力纤维，但是形成了粘着斑的结构，该结构用vinculin抗体强烈染色。这种形成是Rho激酶依赖性的，但独立于Rho。发现活化的Gα11的表达会激活caspase并诱导HeLa细胞中的凋亡，并且激活的caspase导致Rho激酶岩石I的裂解。裂解位点为ASP-1113，表明N末端的片段处于活化形式。此外，激活GQ/11的M1毒蕈碱乙酰胆碱受体也会引起岩石I的裂解，形成含有vinculin的局灶性粘附样结构，即使在生理条件下也可以做出反应。这项研究揭示了不介导Rho介导的Rho激酶激活的机理，其中岩石I的C末端被切除并激活。从G11到caspase激活的传播机制是未来的挑战，但是由于蛋白激酶C的抑制剂是GQ/11的众所周知的下游反应以及Ca^<2+>的螯合剂的抑制剂，因此并未抑制ActiveGα11的Rock-I裂解，因此人们认为这不是通过这些信号传递的信号传递。活性Gα11在NIH3T3细胞中的表达不会诱导凋亡，并且该反应是细胞特异性反应。假定NIH3T3细胞至少缺乏一系列反应中涉及的分子之一。