WNKキナーゼによる細胞内クロライドセットポイント変化が細胞周期の進行を制御する

WNK 激酶改变细胞内氯设定点控制细胞周期进程

基本信息

批准号：
21790209
负责人：
宮崎裕明
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kyoto Prefectural University of Medicine
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21790209/
关键词：
細胞内Cl^-濃度細胞周期 WNKキナーゼ NKCC NCC

项目摘要

近年我々は、正常な細胞周期の進行には、細胞周期進行に伴った細胞内Cl^-濃度の周期的な変動が不可欠であること明らかにした。特に、G_1期からS期への進行には、Na^+-K^+-2Cl^--cotransporter (NKCC)の活性上昇による細胞内Cl^-濃度の上昇を認めた。近年、NKCCやK^+-Cl^--cotransporter(KCC)は、WNK (with no lysine【K】)キナーゼによるリン酸化により活性が制御されることが明らかになっており、WNKキナーゼ自体も細胞内Cl^-濃度により活性がコントロールされている(低Cl^-濃度により活性化される)ことから、WNKキナーゼは細胞内のCl^-センサーとして機能しているものと考えられる。そこで本研究では、WNKキナーゼが細胞内Cl'濃度センサーとして機能し、その結果、細胞内Cl^-が細胞周期進行の制御分子として機能するという仮説の検討を行う。まず、細胞周期のG_1期からS期にかけての細胞内Cl^-濃度変化の詳細を明らかにするため、前立腺細胞株LNCaP細胞をチミジン処理により細胞周期を同調させ、細胞周期のG_1期からS期にかけての滞在時間を明らかにした。その結果、LNCaP細胞ではG_1期の滞在時間が約10時間、S期の滞在時間が約9時間、G_2/M期の滞在時間が約3時間であることが明らかになった。次いでG_1期からS期にかけての細胞内Cl^-濃度の変化を明らかにするため、Cl^-感受性蛍光色素MQAEを細胞周期同調細胞に導入して継時的に測定を行った。細胞内Cl^-濃度は、G_1期からS期にかけて上昇し、S期で最高値を示した。その後、細胞内Cl^-濃度は急激に減少し、G_2/M期に最低値を示した。G_1期からS期にかけては細胞容積も増加していたことから、細胞外からのイオン輸送活性、つまりNKCCの活性化が予想された。

近年来，我们发现细胞内Cl^-浓度的周期性波动对于正常的细胞周期进程至关重要。特别是，在从G_1期进展到S期期间，由于Na^+-K^+-2Cl^-协同转运蛋白（NKCC）活性增加，观察到细胞内Cl^-浓度增加。近年来，人们已经清楚NKCC和K^+-Cl^-协同转运蛋白（KCC）的活性是由WNK（不含赖氨酸[K]）激酶的磷酸化控制的，而且WNK激酶本身也由于其活性而受到控制。受内部 Cl^- 浓度控制（低 Cl^- 浓度会激活），WNK 激酶被认为起到细胞内 Cl^- 传感器的作用。因此，在本研究中，我们检验了以下假设：WNK 激酶充当细胞内 Cl' 浓度传感器，因此细胞内 Cl^- 充当细胞周期进程的调节分子。首先，为了阐明从细胞周期的G_1期到S期的细胞内Cl^-浓度变化的细节，我们通过用胸苷处理前列腺细胞系LNCaP细胞来同步其细胞周期的长度。住宿被揭晓。结果显示，LNCaP细胞处于G_1期约10小时，S期约9小时，G_2/M期约3小时。接下来，为了阐明从 G_1 期到 S 期细胞内 Cl^- 浓度的变化，我们将 Cl^- 敏感荧光染料 MQAE 引入细胞周期同步细胞中并随时间变化进行测量。细胞内Cl^-浓度从G_1期到S期逐渐增加，并在S期达到最高值。此后，细胞内Cl^-浓度迅速下降，并在G_2/M期达到最低值。由于细胞体积也从G_1期到S期增加，因此预测来自细胞外部的离子转运活性（即NKCC）的激活。