新規ＧＰＣＲシグナル依存性Ｒｈｏ活性化因子の同定と細胞形態制御機構の解明

新型 GPCR 信号依赖性 Rho 激活剂的鉴定及细胞形态控制机制的阐明

基本信息

批准号：
18J13111
负责人：
西川将司
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Gifu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18J13111/
关键词：
RhoGEF GPCR G蛋白質 Rho アクチン細胞骨格

项目摘要

三量体G蛋白質共役型受容体 (GPCR) シグナルは、Rhoファミリー低分子量G蛋白質 (Rho) を介して細胞形態を制御し、その制御破綻は癌の悪性化に関わると考えられている。本研究では、各種三量体G蛋白質のαサブユニット (Gαs, Gαi, Gαq, Gα12/13) や、βγサブユニット (Gβγ) と相互作用するRho活性化因子 (RhoGEF) を同定することで、GPCRシグナルによるRhoの制御機構の解明を試みた。Gβγおよび活性型Gαsにより直接制御されるRhoGEFとして報告されたPLEKHG2の類縁蛋白質に着目して探索を行った結果、Gβγおよび活性型Gαiにより活性化されるPLEKHG1を同定した。次に、Gαiサブファミリーに属するGαoおよびGαzがPLEKHG1に与える影響を検討した結果、活性型GαoはPLEKHG1依存的Rhoシグナルを賦活化するが、その一方で、活性型Gαzは抑制することがわかった。そして同条件において、活性型GαoはPLEKHG1依存的仮足形成を増強するが、活性型Gαzは仮足形成を抑制することが観察された。またGβγ、Gαi、Gαo、GαzはPLEKHG1と直接相互作用し、PLEKHG1のRhoGEF活性を制御することが示唆された。さらに、これらの三量体G蛋白質は、細胞内でPLEKHG1と競合的に相互作用していることがわかったため、Giシグナルは時間・空間的にPLEKHG1の活性を制御すると考えられた。以上から、Giシグナル依存性RhoGEFとしてPLEKHG1を同定し、制御機構を明らかにしたことにより、細胞形態変化に関わる癌などの疾病に対する創薬の基盤的知見を得られることができた。

Trimeric G蛋白偶联受体（GPCR）信号通过Rho家族的低分子量G蛋白（RHO）调节细胞形态，并且认为其控制失败与癌症的恶性转化有关。在这项研究中，我们试图通过鉴定各种三聚体G蛋白和Rho激活剂（RHOGEF）的α亚基（GαS，GαI，GαQ，Gα1/13）来阐明GPCR信号的调节机制，这些机制与βγ亚基（Gβγ）相互作用。我们研究了PLEKHG2的相关蛋白质据报道为直接调控Gβγ和活性GαS的RhoGEF，因此，鉴定了Gβγ激活的PLEKHG1和ActiveGαI。接下来，我们研究了属于GαI亚家族的GαO和GαZ对Plekhg1的影响，并发现活性GαO激活了plekhg1依赖性RHO信号，而活性GαZ则抑制了它们。据观察，在相同的条件下，主动GαO增强了依赖性plekhg1依赖性假地形成，而活性的GαZ抑制了假地形成。还建议Gβγ，GαI，GαO和GαZ直接与plekhg1相互作用，并调节plekhg1的RhoGEF活性。此外，由于发现这些三聚体G蛋白与细胞中的plekhg1竞争性相互作用，因此人们认为GI信号可以调节时间和空间中PLEKHG1的活性。从以上，Plekhg1被确定为GI信号依赖性Rhogef及其调节机制，并阐明了对疾病的药物发现的基础知识，例如涉及细胞形态学变化的癌症。