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G蛋白質共役型受容体を介した新規RhoGEFのシグナル伝達機構の解析

通过 G 蛋白偶联受体分析新型 RhoGEF 信号转导机制

基本信息

批准号：
04J05012
负责人：
宮本幸
金额：
$ 1.22万
依托单位：
National Research Institute for Child Health and Development (2005)Nara Institute of Science and Technology (2004)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

我々は、以前にG蛋白質共役型受容体であるエンドセリンA(ETA)受容体からJNK活性化を介した細胞遊走抑制のシグナル伝達経路において、SrcファミリーチロシンキナーゼとRhoファミリー低分子量GTP結合蛋白質の接点に存在する分子の一つとして、新規RhoGEFであるFrgを単離・同定した。本年度は、より普遍的なFrgの生物学的役割を解明するため、まず各組織におけるFrg発現分布の検討を試みた。その結果、Frgは特に中枢神経系において優位な発現を示す知見が得られた。神経栄養因子の一つである脳由来神経栄養因子(BDNF)はTrkB受容体を介して、様々な生理作用を引き起こすことが知られている。特に、神経細胞においては、生存、分化、及び神経突起伸長など多様な生理現象と密接に関わっている。それらの生理作用のうち、神経突起伸長の制御はアクチン骨格の変化を伴った、神経細胞の発達過程を担う、重要な形態変化の一つである。Frgが密接に関与する細胞遊走もまた、アクチン骨格の再編成が根底となる細胞生物学的現象であることが知られている。さらに、Rhoファミリー低分子量GTP結合蛋白質は、guidanceシグナルとアクチン骨格を結びつける分子の一つとして中心的な役割を果たしているが、その詳細なシグナル伝達経路に関しては不明な点が多く残されている。そこで、我々は、BDNFによるTrkB活性化が及ぼすアクチン骨格への影響と、それを制御するシグナル伝達経路を、特にRhoファミリー低分子量GTP結合蛋白質を中心に検討を行うこととした。はじめに、BDNFによるTrkB活性化により、どのRhoファミリー低分子量GTP結合蛋白質が関与するかを検討したところ、Rac1とCdc42が時間依存的に活性化されることが明らかとなった。次に、Rac1の上流因子として、T-lymphoma invasion and metastasis(Tiam1)が考えられたため、そのdominant negative体を細胞に導入したところ、BDNF刺激によるRac1の活性化が強く抑制され、さらにBDNF刺激による初代神経培養細胞の突起伸張が抑制されることが示された。また、BDNF/TrkBによるTiam1活性化は、Tiam1のリン酸化が重要なステップとなっているという結果を得、そのリン酸化チロシン残基の同定にも成功した。以上のことから、BDNF/TrkBは、Tiam1のある特定のチロシン残基をリン酸化・活性化することによりRac1の活性上昇を引き起こし、神経突起伸長を促進することが明らかとなった。現在、このシグナル伝達経路において、Cdc42の上流で働くRhoGEFとしてFrgが介在するか否か、また介在するならば、Tiam1/Rac1経路とのクロストークはどのようになっているか、などについて引き続き検討中である。

We propose A new regulation of RhoGEF, which is based on the molecular structure of the receptor A(ETA), a G protein co-active receptor, which mediates JNK activation and cell migration inhibition. This year, we will try to understand the biological distribution of Frg in various tissues. The results, Frg and special central nervous system in the middle of the optimal position to show that Neurotrophic factors are mediated by neurotrophic factor (BDNF) and TrkB receptor, and their physiological effects are related to their physiological functions. Special, neurocellular processes, survival, differentiation, and neurite elongation are related to multiple physiological phenomena and close contact. The physiological function of the neuron, the control of the elongation of the neuron, the development of the neuron, the important morphological changes Frg is closely related to cell migration, cell reorganization and cell biology. In addition, Rho Fo has been identified as a low molecular weight GTP binding protein, and its molecular structure has been identified as a guide to the development of GTP binding proteins. The effect of BDNF on TrkB activity and protein expression was investigated in the central part of the protein chain. The activation of TrkB by BDNF, Rho, Rac1 and Cdc42 is time-dependent. In addition, Rac1 up-regulation factors, T-lymphocyte invasion and metastasis(Tiam1), and dominant negative factors were introduced into the cells. BDNF stimulation strongly inhibited the activation of Rac1, and BDNF stimulation inhibited the elongation of primary cultured cells. Tiam1 activation, BDNF/TrkB activation, Tiam1 acidification, and the identification of the important residues were successfully achieved. The activity of Rac1 was increased due to BDNF/TrkB and Tiam1 specific protein residues. Now, this is the first time that RhoGEF and Frg are in the middle of the Cdc42, and Tiam1/Rac1 is in the middle of the circuit.