着床前マウス胚の細胞容積減少によるナトリウム-水素交換の活性化には、焦点接着キナーゼPTK2の自己リン酸化は必要ない

Focal adhesion kinase PTK2 autophosphorylation is not required for the activation of sodium-hydrogen exchange by decreased cell volume in the preimplantation mouse embryo.

• Jane C Fenelon
• Baozeng Xu
• Jay M Baltz

抄録

Summary減少した細胞容積からの回復は、細胞内浸透圧の調節された増加によって達成される。急性応答は、細胞への無機イオン輸送の活性化であり、そのうちの主なエフェクターは、Na+/H+交換体NHE1です。NHE1は初期胚では細胞容積の減少によって急速に活性化されるが、どのようにして活性化されるのかは不完全に理解されていない。初期胚での細胞量調節機構の解明は、着床前の発生停止につながることが明らかにされているため、重要である。キナーゼJAK2は、2細胞期マウス胚を含む少なくともいくつかの細胞において、体積を介したNHE1の活性化に役割を果たしている。しかしながら、2細胞期マウス胚では、JAK2活性がブロックされるとNHE1の部分的な阻害が見られるのに対し、1細胞期マウス胚でのNHE1活性化はJAK2非依存性であり、追加のシグナル伝達機構が必要であることを示唆している。局所接着キナーゼ（FAK、別名PTK2）は細胞容積の減少に反応してリン酸化され、いくつかの細胞タイプで活性化されるので、我々はマウス初期胚におけるNHE1活性化にFAKが関与しているかどうかを調べることを求めた。FAK の活性化にはチロシン残基 Y397 の自己リン酸化が必要である。しかし、FAKのY397リン酸化レベルは、細胞容積を減少させても、1細胞胚でも2細胞胚でも増加しなかった。さらに、選択的 FAK 阻害剤である PF-562271 は、Y397 リン酸化を実質的に除去する濃度では NHE1 の活性化に影響を与えなかった。このように、FAK Y397の自己リン酸化は、マウス初期胚の細胞容積の減少によって誘導されるNHE1活性化には必要ないようである。

SummaryRecovery from decreased cell volume is accomplished by a regulated increase of intracellular osmolarity. The acute response is activation of inorganic ion transport into the cell, the main effector of which is the Na+/H+ exchanger NHE1. NHE1 is rapidly activated by a cell volume decrease in early embryos, but how this occurs is incompletely understood. Elucidating cell volume-regulatory mechanisms in early embryos is important, as it has been shown that their dysregulation results in preimplantation developmental arrest. The kinase JAK2 has a role in volume-mediated NHE1 activation in at least some cells, including 2-cell stage mouse embryos. However, while 2-cell embryos show partial inhibition of NHE1 when JAK2 activity is blocked, NHE1 activation in 1-cell embryos is JAK2-independent, implying a requirement for additional signalling mechanisms. As focal adhesion kinase (FAK aka PTK2) becomes phosphorylated and activated in some cell types in response to decreased cell volume, we sought to determine whether it was involved in NHE1 activation in the early mouse embryo. FAK activity requires initial autophosphorylation of a tyrosine residue, Y397. However, FAK Y397 phosphorylation levels were not increased in either 1- or 2-cell embryos after cell volume was decreased. Furthermore, the selective FAK inhibitor PF-562271 did not affect NHE1 activation at concentrations that essentially eliminated Y397 phosphorylation. Thus, autophosphorylation of FAK Y397 does not appear to be required for NHE1 activation induced by a decrease in cell volume in early mouse embryos.