Single-Molecule Microscopy Reveals Dynamic FLNA Interactions Governing SSTR2 Clustering and Internalization
Single-Molecule Microscopy Reveals Dynamic FLNA Interactions Governing SSTR2 Clustering and Internalization
复制标题
单分子显微镜揭示了控制 SSTR2 聚类和内化的动态 FLNA 相互作用
作者：
D. Treppiedi;Marie;E. Peverelli;E. Giardino;T. Sungkaworn;U. Zabel;M. Arosio;A. Spada;G. Mantovani;D. Calebiro
细胞骨架蛋白细丝蛋白 A (FLNA) 通过调节 SSTR2 表达和信号传导，在 GH 分泌性垂体瘤对生长抑素受体亚型 2 (SSTR2) 激动剂的反应中发挥重要作用。然而，根本机制尚不清楚。在这项研究中，我们使用快速多色单分子显微镜以前所未有的时空分辨率对活细胞表面的单个 SSTR2 和 FLNA 分子进行成像。我们发现 SSTR2 和 FLNA 经历短暂的相互作用，这种相互作用优先沿着肌动蛋白纤维发生，有助于抑制 SSTR2 扩散。激动剂刺激增加了 SSTR2 沿肌动蛋白纤维的定位，随后 SSTR2 聚集并募集到网格蛋白包被的小坑 (CCP)。用显性失活 FLNA 片段干扰 FLNA-SSTR2 结合会增加 SSTR2 的移动性，阻碍 SSTR2 簇沿着肌动蛋白纤维的形成和排列，并损害 SSTR2 向 CCP 的募集和 SSTR2 内化。这些发现表明，动态 SSTR2-FLNA 相互作用关键控制着 SSTR2 在质膜上的纳米级定位，并且是 SSTR2 聚类与内化耦合所必需的。这些机制解释了 FLNA 在控制 SSTR2 表达和信号转导中的关键作用，并表明靶向 SSTR2-FLNA 相互作用来治疗药理学耐药的 GH 分泌垂体肿瘤的可能性。
The cytoskeletal protein filamin A (FLNA) has been suggested to play an important role in the responsiveness of GH-secreting pituitary tumors to somatostatin receptor subtype 2 (SSTR2) agonists by regulating SSTR2 expression and signaling. However, the underlying mechanisms are unknown. In this study, we use fast multicolor single-molecule microscopy to image individual SSTR2 and FLNA molecules at the surface of living cells with unprecedented spatiotemporal resolution. We find that SSTR2 and FLNA undergo transient interactions, which occur preferentially along actin fibers and contribute to restraining SSTR2 diffusion. Agonist stimulation increases the localization of SSTR2 along actin fibers and, subsequently, SSTR2 clustering and recruitment to clathrin-coated pits (CCPs). Interfering with FLNA-SSTR2 binding with a dominant-negative FLNA fragment increases SSTR2 mobility, hampers the formation and alignment of SSTR2 clusters along actin fibers, and impairs both SSTR2 recruitment to CCPs and SSTR2 internalization. These findings indicate that dynamic SSTR2-FLNA interactions critically control the nanoscale localization of SSTR2 at the plasma membrane and are required for coupling SSTR2 clustering to internalization. These mechanisms explain the critical role of FLNA in the control of SSTR2 expression and signaling and suggest the possibility of targeting SSTR2-FLNA interactions for the therapy of pharmacologically resistant GH-secreting pituitary tumors.
登录
查看更多内容
影响因子：
6.6
作者：
Merrifield, CJ;Qualmann, B;Almers, W
通讯作者：
Almers, W
影响因子：
3.3
作者：
Sverdlov, Maria;Shinin, Vasily;Minshall, Richard D.
通讯作者：
Minshall, Richard D.
影响因子：
5.5
作者：
Rappoport, Joshua Z.;Kemal, Shahrnaz;Simon, Sanford M.
通讯作者：
Simon, Sanford M.
单分子荧光显微镜对受体动态的高分辨率时空分析
DOI：
10.3791/51784
发表时间：
2014
期刊：
Journal of visualized experiments : JoVE
影响因子：
--
作者：
Sungkaworn T;Rieken F;Lohse MJ;Calebiro D
通讯作者：
Calebiro D
影响因子：
64.8
作者：
Sungkaworn, Titiwat;Jobin, Marie-Lise;Calebiro, Davide
通讯作者：
Calebiro, Davide