ＰＤＺ－ＬＩＭタンパク質ＥＮＨ１スプライス変異体の心肥大誘導機構における意義

PDZ-LIM蛋白ENH1剪接变异在心肌肥大诱导机制中的意义

基本信息

批准号：
14J02967
负责人：
伊藤淳平
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J02967/
关键词：
PDZ-LIMタンパク質心肥大選択的スプライシングシグナル伝達

项目摘要

PDZ-3LIMタンパク質であるENH1は、心臓を構成する心筋細胞内Z-discにシグナル伝達分子を集約し細胞内シグナルを効率的かつ特異的に伝達する場として働いている。このENH1には選択的スプライシングによってLIMドメインを欠損した複数のアイソフォーム（ENH2、ENH3、ENH4）が発現することがわかり、我々のグループは心筋細胞内において、健常時にLIMドメインを有するENH1が過剰発現することで心筋細胞肥大を誘発し、一方で健常時に有意に発現しているLIMドメイン欠損ENHがホルモン刺激に対する肥大を抑制するということを報告してきた。本研究では、LIM欠損ENHアイソフォームを有用な新規心肥大抑制因子と証明するために、心筋細胞におけるLIM欠損ENHアイソフォームの肥大化抑制機構を分子レベルで解析した。その結果、α1-アドレナリン受容体のようなGαqサブユニットを有するGタンパク質共役受容体の活性化状態時では、Z-disc中にENH1-PKC-PKD1複合体を形成してCREBをリン酸化して標的遺伝子の転写を促進し心筋細胞肥大を誘導することを見出した。また、LIMドメイン欠損ENH であるENH3発現誘導時では活性化PKCβやPKD1をZ-discにリクルートできず、CREBのリン酸化が抑制されて心筋細胞の恒常性が維持されているという考察が得られた。さらに、心筋細胞特異的に発現するα-MHCプロモーター下流にENH3を挿入したトランスジェニックマウスを作製し、8-10週齢の雄マウスにα1-アドレナリン受容体の作動薬であるフェニレフリンを投与し心肥大を誘導したところ、LIMドメイン欠損ENHが個体心臓においても心肥大に対して心保護作用を有することが明らかとなり、ENH3が創薬の新規標的因子になりうることを示した。

ENH1 是一种 PDZ-3LIM 蛋白，在构成心脏的心肌细胞内的 Z 盘中聚集信号转导分子，并作为有效、特异地传递细胞内信号的位点发挥作用。研究发现，缺少 LIM 结构域的 ENH1 的多种亚型（ENH2、ENH3 和 ENH4）通过选择性剪接表达，并且我们小组发现具有 LIM 结构域的 ENH1 在健康心肌细胞中过度表达。这会诱导心肌细胞肥大，而 LIM 结构域缺陷的 ENH（在健康患者中显着表达）会抑制激素刺激引起的肥大。在本研究中，为了证明LIM缺陷型ENH亚型是一种有用的新型心肌肥大抑制剂，我们在分子水平上分析了LIM缺陷型ENH亚型抑制心肌细胞肥大的机制。结果发现，当具有Gαq亚基的G蛋白偶联受体(例如α1-肾上腺素能受体)被激活时，在Z盘中形成ENH1-PKC-PKD1复合物并且CREB被磷酸化。它促进靶基因的转录并诱导心肌细胞肥大。此外，当诱导 LIM 结构域缺陷的 ENH3 表达时，激活的 PKCβ 和 PKD1 无法募集到 Z 盘，这表明 CREB 磷酸化受到抑制，心肌细胞稳态得以维持。此外，我们创建了转基因小鼠，其中 ENH3 插入到心肌细胞中特异性表达的 α-MHC 启动子下游，并在 8-10 周龄雄性小鼠肥大时给予去氧肾上腺素（α1-肾上腺素受体激动剂）。研究表明，LIM 结构域缺陷的 ENH 即使在个体心脏中也具有针对心脏肥大的心脏保护作用，这表明 ENH3 可以成为药物发现的新靶标因子。