ＡＲＨＧＡＰ２２の生理学的機能の解明

ARHGAP22生理功能的阐明

• 批准号: 15J09533
• 负责人: 森 真美子
• 金额: $ 0.44万
• 依托单位: Kitasato University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J09533/
• 关键词: small GTPase; 低分子量G蛋白質; ARHGAP22; 膜輸送; Rac; RhoA; 低分子量 GTP結合タンパク質; RacGAP

Rhoファミリー低分子量G蛋白質 (RhoGTPase)は、アクチン細胞骨格の再編成を通して細胞の形態や運動を制御する因子で、細胞内において分子スイッチとして働いている。細胞内にはRhoGTPaseの活性化と不活性化を調節する因子が多数存在する。近年RhoGTPaseの不活化因子であるGAPが積極的に細胞の形態や運動を制御していることが明らかとなり、その重要性が認知されるようになってきた。これまでRhoGTPaseの1つであるRacに特異的なGAPとして機能するARHGAP22は、病理学的機能の報告はされているものの生理学的機能は不明である。そこで、本研究ではARHGAP22の生理学的機能を解明することを目標としている。これまでの成果として、ARHGAP22は細胞内においてエンドソームに局在し、RacGAPとして葉状仮足の形成と細胞伸展を抑制する働きがあることが示された。またARHGAP22が必要に応じてエンドソームから細胞膜に移行してRacを不活化することが示唆された。ARHGAP22のエンドソームへの局在化はそのCCドメインで制御されていることから、おそらくCCドメインを介した局在制御機構が存在すると考えられる。そこで、エンドソームへの局在化を欠損させた変異型ARHGAP22を作成しその細胞内におけるRacGAP活性を野生型ARHGAP22と比較した。その結果、両者は同様に細胞膜において活性型Racと共局在し、同様に葉状仮足の形成を阻害することが明らかになった。以上の結果より、ARHGAP22はエンドソームでは待機状態であり、必要に応じて細胞膜でRacGAPとして機能することが示唆された。また細胞膜に存在するPIP3に対する阻害剤を用いた実験より、実際にRacGAPとして働く場である細胞膜への移行にはARHGAP22のPHドメインが関与していることが明らかになった。

Rho 家族低分子量 G 蛋白 (RhoGTPase) 是通过肌动蛋白细胞骨架重组来控制细胞形态和运动的因子，并充当细胞内的分子开关。细胞内有许多因素调节 RhoGTPase 的激活和失活。近年来，人们已经清楚GAP（RhoGTPase的失活剂）主动控制细胞的形态和运动，其重要性也逐渐得到认识。 ARHGAP22 是一种 RhoGTPase Rac 特有的 GAP，据报道具有病理功能，但其生理功能尚不清楚。因此，本研究的目的是阐明ARHGAP22的生理功能。迄今为止，我们的结果表明 ARHGAP22 定位于细胞内的内体中，并充当 RacGAP 来抑制板状伪足的形成和细胞延伸。此外，有人认为 ARHGAP22 从内体易位到细胞膜，并在必要时使 Rac 失活。由于 ARHGAP22 向核内体的定位是由其 CC 结构域控制的，因此可能存在由 CC 结构域介导的定位控制机制。因此，我们创建了缺乏内体定位的突变体 ARHGAP22，并将其细胞内 RacGAP 活性与野生型 ARHGAP22 进行了比较。结果表明，两者均与细胞膜中的活性 Rac 共定位，并同样抑制片状伪足的形成。这些结果表明ARHGAP22在内体中处于待机状态，并在必要时在细胞膜上充当RacGAP。此外，使用细胞膜中存在的 PIP3 抑制剂进行的实验表明，ARHGAP22 的 PH 结构域参与了向细胞膜的转移，实际上在细胞膜中发挥 RacGAP 的作用。