エメリー・ドレイフス型筋ジストロフィーにおけるリン酸化ラミンの意義

磷酸化核纤层蛋白在金刚砂肌营养不良症中的意义

基本信息

批准号：
21591104
负责人：
三橋弘明
金额：
$ 2.91万
依托单位：
National Center of Neurology and Psychiatry
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21591104/
关键词：
病理学タンパク質筋ジストロフィーラミンA C リン酸化早期診断核膜

项目摘要

A型ラミンは細胞の核膜に存在しフィラメントを形成する細胞骨格タンパク質である。他の核膜タンパク質群と結合して核の形状を支持するほか、DNAや転写因子とも相互作用し遺伝子発現の制御にも関わっている。A型ラミン遺伝子(LMNA)の変異はエメリー・ドレイフス型筋ジストロフィー(AD-EDMD)の原因となる。A型ラミンタンパク質には30ヶ所以上のリン酸化部位が存在しており、リン酸化状態がタンパク質の機能を調節することが予想されるが、疾患との関連は明らかでなかった。我々は本研究においてAD-EDMD患者の骨格筋でA型ラミンのSer458が特異的にリン酸化されていること、リン酸化酵素Akt1がA型ラミンSer458をリン酸化することを見出した(Mitsuhashi et al. J Cell Sci,2010)。そこで今年度はマウス筋芽細胞株C2C12への遺伝子導入、およびAD-EDMD患者由来繊維芽細胞を用い、A型ラミンリン酸化の亢進が核に与える影響を解析した。野生型、変異型A型ラミンとAkt1をC2C12細胞に発現させた結果、A型ラミンの局在および核の形状はリン酸化を亢進させた場合も正常と変わらなかった。また、ラミンと結合し核膜を支持するタンパク質、LAP2beta,nesprin,emerin,SUN1/2の局在を免疫染色法によって検討したが、A型ラミンのリン酸化亢進によってこれらの核膜タンパク質の局在が変化することはなかった。次に、DNAとの相互作用への影響を調べるため、患者由来繊維芽細胞をヘテロクロマチンマーカーであるH3K27me3,H3K9me3,H4K20me3の抗体を用いて解析したが、リン酸化の亢進とヘテロクロマチンの分布に関連性は見られなかった。一方、患者由来細胞にはA型ラミンの核内fociが多く見られ、そこに筋分化に重要な役割を果たす転写因子が共局在する様子が観察された。

A型核纤层蛋白是存在于细胞核膜中并形成丝状的细胞骨架蛋白。除了与其他核膜蛋白结合以支持细胞核的形状外，它还与 DNA 和转录因子相互作用，并参与基因表达的控制。 A 型核纤层蛋白基因 (LMNA) 突变会导致 Emery-Dreifuss 肌营养不良症 (AD-EDMD)。 A型核纤层蛋白上有30多个磷酸化位点，预计磷酸化状态调节该蛋白的功能，但其与疾病的关系尚不清楚。在本研究中，我们发现 A 型核纤层蛋白 Ser458 在 AD-EDMD 患者的骨骼肌中特异性磷酸化，并且激酶 Akt1 磷酸化 A 型核纤层蛋白 Ser458 (Mitsuhashi et al. J Cell Sci, 2010)。因此，今年，我们将该基因引入小鼠成肌细胞系C2C12中，并使用AD-EDMD患者来源的成纤维细胞来分析A型核纤层蛋白磷酸化增加对细胞核的影响。当野生型和突变型A型核纤层蛋白和Akt1在C2C12细胞中表达时，即使磷酸化增强，A型核纤层蛋白的定位和核形状仍保持正常不变。此外，我们通过免疫染色研究了 LAP2beta、nesprin、emerin 和 SUN1/2 的定位，这些蛋白是与核纤层蛋白结合并支持核膜的蛋白质。接下来，为了研究与 DNA 相互作用的影响，使用异染色质标记 H3K27me3、H3K9me3 和 H4K20me3 的抗体对患者来源的成纤维细胞进行了分析，未发现关联。另一方面，在患者来源的细胞中观察到许多 A 型核纤层蛋白的核灶，并且观察到在肌肉分化中起重要作用的转录因子共定位于那里。