A phosphatidylinositol-3-kinase-dependent signal transition regulates ARF1 and ARF6 during Fcgamma receptor-mediated phagocytosis.
A phosphatidylinositol-3-kinase-dependent signal transition regulates ARF1 and ARF6 during Fcgamma receptor-mediated phagocytosis.
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DOI：
10.1371/journal.pbio.0040162
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发表时间：
2006-06
期刊：
影响因子：
9.8
通讯作者：
Swanson JA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Beemiller P;Hoppe AD;Swanson JA
Fcγ 受体 (FcγR) 介导的 IgG 包被颗粒的吞噬作用由 3'-磷酸肌醇 (3'PI) 和几类小 GTP 酶（包括 ADP 核糖基化因子亚家族的 ARF6）调节。吞噬作用对布雷菲德菌素 A (BFA)（某些 ARF 鸟嘌呤核苷酸交换因子 (GEF) 的抑制剂）不敏感，先前表明 ARF1 不参与吞噬作用。在这项研究中，我们发现 ARF1 在 FcγR 介导的吞噬作用过程中被激活，并且阻断正常的 ARF1 循环会抑制吞噬体关闭。我们使用荧光共振能量转移（FRET）化学计量显微镜检查了表达 ARF1、ARF6 和 GTP-ARF 结合蛋白结构域的 CFP-或 YFP-嵌合体的巨噬细胞，检查了 FcγR 介导的吞噬作用期间 ARF6 和 ARF1 的分布和激活模式。两种 GTP 酶均在吞噬作用位点被 BFA 不敏感因子激活。 ARF6 的激活仅限于吞噬杯的前缘，而 ARF1 的激活则延迟并在吞噬体上离域。抑制 PI 3 激酶 (PI-3K) 后形成的吞噬杯含有持续激活的 ARF6 和最低限度激活的 ARF1。这表明 PI-3K 依赖性信号转换定义了吞噬过程中 ARF GTP 酶激活的序列，并且 ARF6 和 ARF1 在形成吞噬体时协调不同的功能。作者使用荧光共振能量转移 (FRET) 来追踪激活的 Arf1 和 Arf6 GTPases 的定位，并表明这两种蛋白都参与 Fcγ 受体介导的吞噬作用。
Fcγ receptor (FcγR)–mediated phagocytosis of IgG-coated particles is regulated by 3′-phosphoinositides (3′PIs) and several classes of small GTPases, including ARF6 from the ADP Ribosylation Factor subfamily. The insensitivity of phagocytosis to brefeldin A (BFA), an inhibitor of certain ARF guanine nucleotide exchange factors (GEFs), previously indicated that ARF1 did not participate in phagocytosis. In this study, we show that ARF1 was activated during FcγR-mediated phagocytosis and that blocking normal ARF1 cycling inhibited phagosome closure. We examined the distributions and activation patterns of ARF6 and ARF1 during FcγR-mediated phagocytosis using fluorescence resonance energy transfer (FRET) stoichiometric microscopy of macrophages expressing CFP- or YFP-chimeras of ARF1, ARF6, and a GTP-ARF-binding protein domain. Both GTPases were activated by BFA-insensitive factors at sites of phagocytosis. ARF6 activation was restricted to the leading edge of the phagocytic cup, while ARF1 activation was delayed and delocalized over the phagosome. Phagocytic cups formed after inhibition of PI 3-kinase (PI-3K) contained persistently activated ARF6 and minimally activated ARF1. This indicates that a PI-3K-dependent signal transition defines the sequence of ARF GTPase activation during phagocytosis and that ARF6 and ARF1 coordinate different functions at the forming phagosome. The authors use fluorescence resonance energy transfer (FRET) to track the localization of activated Arf1 and Arf6 GTPases, and show that both proteins are involved in Fcγ receptor-mediated phagocytosis.
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