体軸形成におけるAxinの作用機構の解析

Axin在体轴形成中的作用机制分析

基本信息

批准号：
11152226
负责人：
岸田昭世
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11152226/
关键词：
Axin Dvl GSK-3β PDZ β-catenin

项目摘要

細胞間分泌蛋白質Wntは、生物種を越えて胎生期における体軸形成や細胞の増殖や分化を制御する。アフリカツメガエルの初期胚にWntやDsh(Dvl)、β-cateninを導入すると二次体軸が形成される。GSK-3β結合蛋白質AxinはAPCやGSK-3β、β-catenin、Dvlと複合体を形成し、GSK-3βによるβ-cateninのリン酸化と分解を促進してWnt依存性の体軸形成を抑制する。Axin自体もGSK-3βによってリン酸化されるがその生理的な意義は不明であった。そこで、動物細胞にAxinを発現させてGSK-3β阻害剤LiClやプロテインホスファターゼ2A(PPSA)阻害剤オカダ酸で処理したところ、Axinの蛋白質量は、LiCl処理により減少し、オカダ酸処理により増加した。さらに、Axin上のGSK-3βリン酸化モチーフを破壊した変異体を作成すると野生型Axinよりも半減期が短縮し、細胞をWnt刺激するとAxinが減少した。したがって、WntのシグナルはAxinを脱リン酸化して不安定化することにより、β-cateninの蓄積を促進する可能性が示唆された。Dvlは遺伝学的にWntのシグナルをGSK-3βに伝達しGSK-3βの活性を抑制すると考えられているが、その作用機構は不明であった。Dvlは、Axinと結合することや、Dvlの存在下ではAxin依存性のGSK-3βによるβ-cateninのリン酸化やGSK-3βによるAxinのリン酸化が抑制されることを見出した。Dvlの中央部のPDZ領域を欠損させた変異体を発現させた動物細胞では、Wnt依存性のβ-cateninの蓄積が起こらないことから、WntのシグナルはDvlのPDZ領域を通じてGSK-3βやβ-cateninに伝達されることが明らかになった。

细胞间分泌蛋白Wnt调节跨物种的体轴形成，细胞增殖和分化。当将Wnt，DSH（DVL）和β-catenin引入爪蟾的早期胚胎中时，形成了次级体轴。 GSK-3β结合蛋白AXIN与APC，GSK-3β，β-catenin和DVL形成复合物，并通过GSK-3β促进β-catenin的磷酸化和降解，从而抑制Wnt依赖体轴的形成。 Axin本身也被GSK-3β磷酸化，但其生理意义尚不清楚。因此，当在动物细胞中表达Axin并用GSK-3β抑制剂LICL和蛋白质磷酸酶2a（PPSA）抑制剂冈田酸处理时，通过LICL治疗降低AXIN的蛋白质含量并通过冈田酸处理增加。此外，创建突变体，使轴蛋白上的GSK-3β磷酸化基序破坏了半衰期，而不是野生型Axin，并刺激细胞降低了Wnt降低Axin。因此，有人提出Wnt信号传导可能会通过轴磷酸化和不稳定促进β-catenin的积累。尽管DVL被认为可以将Wnt信号传输到GSK-3β并抑制GSK-3β的活性，但作用机理尚不清楚。我们发现DVL与AXIN结合，并且在存在DVL的情况下，GSK-3β的β-catenin磷酸化依赖于Axin，而GSK-3β则抑制了AXIN的磷酸化。在表达DVL中心缺乏PDZ区域的动物细胞中，不会发生Wnt依赖性β-catenin的积累，并且揭示了Wnt信号通过DVL的PDZ区域传播给GSK-3β和β-catenin。