低分子量G蛋白質Rap1によるVE-Cadherin活性制御機構の解明

阐明低分子量G蛋白Rap1调节VE-Cadherin活性的机制

• 批准号: 17770177
• 负责人: 福原 茂朋
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: National Cardiovascular Center Research Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17770177/
• 关键词: VE-Cadherin; Rap1; 細胞間接着; 血管内皮細胞; 血管透過性; VE-cadherin

血管内皮特異的細胞間接着分子VE-Cadherin (Vascular Endothelial Cell Cadherin)はアドヘレンスジャンクションの形成を介して血管のバリヤー機能を厳密に制御している。最近、我々は低分子量GTP結合タンパク質Rap1がVE-Cadherin接着を制御していることを明らかにした。平成18年度はその分子メカニズムについてさらに解析を行い、以下のような結果を得た。(1)Rap1によるアクチン細胞骨格系制御を介したVE-cadherin接着制御メカニズムサイクリックAMPによるVE-cadherin接着亢進メカニズムについて解析した結果、サイクリックAMPはRap1を介して細胞間接着部位でアクチン線維の束化を引起こすことが分かった。また、このアクチン線維はVE-cadherinの細胞間接着部位における安定化に寄与しており、これによりVE-cadherin接着が増強されることが示された。(2)Rap1によるVE-cadherinの細胞内輸送制御機構の解析EGTAにより細胞外カルシウムを除去しVE-cadherin接着を破壊すると、その一部はエンドサイトーシスにより細胞内に取り込まれ、初期エンドゾームやリサイクリングエンドゾームに局在することが分かった。また、細胞外へのカルシウムを添加によってVE-cadherin接着を再形成させると、エンドゾームに局在していたVE-cadherinが細胞間接着部位へ輸送されたが、この効果はRap1の活性化によって促進されることが分かった。このことから、Rap1はVE-cadherinのエンドゾームから細胞間接着部位への輸送に関与している可能性が示唆された。(3)部位および刺激依存的にRap1を活性化するシステムの開発FRB (rapamycin binding domain of mTOR)とFKBP (FK506-binding protein)はrapamycin依存的に会合する分子である。今回この現象を利用して、Rap1活性を時・空間的に制御可能なシステムを開発した。具体的には、細胞にFKBPにRap1の活性化因子(C3G、Epacなど)の触媒領域を融合した分子、および膜移行シグナルを付加したFRBを発現させ、rapamycinで刺激した。その結果、細胞膜でrapamycin刺激依存的なRap1の活性化が観察された。今後、細胞の様々な部位に局在するRFBを作製し、Rap1によるVE-cadherin接着の制御機構を詳細に解析していく。

血管内皮特异性的细胞间粘附分子VE-钙粘蛋白（血管内皮细胞钙粘着蛋白）严格通过形成粘附连接来调节血管的屏障功能。最近，我们揭示了低分子量GTP结合蛋白RAP1调节VE-钙粘着蛋白粘附。 2006年，对分子机制进行了进一步分析，并获得了以下结果。 （1）通过RAP1调节肌动蛋白细胞骨架系统的VE-钙粘蛋白粘附控制机制，我们分析了通过环状AMP通过RAP1通过RAP1触发环状AMP触发肌动蛋白纤维在细胞粘附部位的肌动蛋白纤维在肌动蛋白纤维上的机制。此外，该肌动蛋白纤维在VE-钙粘蛋白的细胞间粘附部位有助于稳定，表明这增强了VE-钙粘着蛋白的粘附。 （2）分析当Rap1通过EGTA去除细胞外钙的细胞内转运的机理，而VE-钙粘着蛋白粘附被破坏，其中一部分被内吞作用通过内吞作用并局部到早期和回收的内体。此外，当通过添加细胞外钙重塑VE-钙粘蛋白粘附时，将定位于内体的VE-钙粘着蛋白转运到细胞间粘附位点，发现通过RAP1的激活来促进。这表明RAP1可能参与从VE-钙粘着蛋白的内体到细胞间粘附部位的运输。 （3）开发以依赖位点和刺激依赖性方式激活RAP1的系统MTOR和FKBP（FK506结合蛋白）的雷帕霉素结合结构域是以雷帕霉素依赖性方式相关的分子。使用这种现象，我们开发了一个可以以时间和空间方式控制RAP1活动的系统。具体而言，细胞在与Rap1激活剂（C3G，EPAC等）的催化区（C3G，EPAC等）的分子中表达，并用膜转移信号添加了膜，并用雷帕霉素刺激。结果，在细胞膜中观察到雷帕霉素刺激依赖性RAP1的激活。将来，将产生在细胞中各个位置定位的RFB，并将通过RAP1详细分析通过RAP1控制VE-钙粘着蛋白粘附的机制。

项目成果

Cyclic AMP potenciates VE-cadherin-mediated cell-cell contact to enhance endothelial barrier function through an Epac-Rap1 signaling pathway.

环 AMP 增强 VE-钙粘蛋白介导的细胞间接触，通过 Epac-Rap1 信号通路增强内皮屏障功能。

• 发表时间: 2005
• 期刊: Mol.Cell.Biol. 25
• 作者: S.Fukuhara.et al.

心血管系の情報伝達の概観と心血管系に特徴的なメカノシグナル(分子メカニズムから解き明する疾患のサイエンス)(実験医学増刊)

心血管系统信息传递概述及心血管系统的机械信号特征（从分子机制阐明疾病的科学）（实验医学特刊）

• 发表时间: 2006
• 作者: Yamamichi;N. et al.;A.Sakurai;S.Fukuhara;A.Sakurai;S.Somekawa;H.Ohkawara;H.Fujita;S.Fukuhara;Y.Yamaguchi;福原 茂朋;中岡 良和
• 通讯作者: 中岡 良和

核医学以外の分子イメージングの現在と将来

核医学以外分子成像的现状和未来

• 发表时间: 2005
• 作者: Yamamichi;N. et al.;A.Sakurai;S.Fukuhara;A.Sakurai;S.Somekawa;H.Ohkawara;H.Fujita;S.Fukuhara;Y.Yamaguchi;福原 茂朋;中岡 良和;櫻井貴子;中岡良和
• 通讯作者: 中岡良和

血管新生を制御する分子の機能イメージング

控制血管生成的分子的功能成像

• 发表时间: 2006
• 作者: Yamamichi;N. et al.;A.Sakurai;S.Fukuhara;A.Sakurai;S.Somekawa;H.Ohkawara;H.Fujita;S.Fukuhara;Y.Yamaguchi;福原 茂朋
• 通讯作者: 福原 茂朋

Takuwa and Y.Maruyama. Thrombin-induced rapid geranylgeranylation of RhoA as an essential process for RhoA activation in endothelial cells.

Takuwa 和 Y.Maruyama。

• 发表时间: 2005
• 期刊: J.Biol.Chem. 280
• 作者: Yamamichi;N. et al.;A.Sakurai;S.Fukuhara;A.Sakurai;S.Somekawa;H.Ohkawara
• 通讯作者: H.Ohkawara