CIP4ファミリーのタンパク質のメンバーは、血小板由来成長因子受容体β依存性のアクチン再編成および遊走の調節に関与している

Members of the CIP4 family of proteins participate in the regulation of platelet-derived growth factor receptor-beta-dependent actin reorganization and migration.

• Marcia Toguchi
• Ninna Richnau
• Aino Ruusala
• Pontus Aspenström

抄録

背景情報:

Ｆ-ＢＡＲ｛Ｆｅｓ／ＣＩＰ４［Ｃｄｃ４２（細胞分裂周期４２）-相互作用タンパク質４］ホモロジーおよびＢＡＲ（Ｂｉｎ／アンフィシン／Ｒｖｓ）｝タンパク質は、アクチンアセンブリおよび膜ダイナミクスを制御するシグナル伝達経路の重要なコーディネイターとして浮上してきた。F-BARドメインの存在は、このタンパク質ファミリーの特徴であり、CIP4（Cdc42-interacting protein 4）は、脊椎動物のF-BARタンパク質として最初に同定されたものの一つです。ヒトCIP4の3つのパラログ、すなわちCIP4、FBP17（フォルミン結合タンパク質17）およびToca-1（Cdc42依存性アクチンアセンブリ1のトランスデューサー）が存在する。CIP4様タンパク質は、CdC42依存性アクチンの再編成や脂質二重膜のチューブレーションとして見られる膜変形イベントの制御に関与していることが知られています。

BACKGROUND INFORMATION: The F-BAR {Fes/CIP4 [Cdc42 (cell division cycle 42)-interacting protein 4] homology and BAR (Bin/amphiphysin/Rvs)} proteins have emerged as important co-ordinators of signalling pathways that regulate actin assembly and membrane dynamics. The presence of the F-BAR domain is the hallmark of this family of proteins and the CIP4 (Cdc42-interacting protein 4) was one of the first identified vertebrate F-BAR proteins. There are three human CIP4 paralogues, namely CIP4, FBP17 (formin-binding protein 17) and Toca-1 (transducer of Cdc42-dependent actin assembly 1). The CIP4-like proteins have been implicated in Cdc42-dependent actin reorganization and in regulation of membrane deformation events visible as tubulation of lipid bilayers.

結果:

その結果、3種類のCIP4様タンパク質を並べて解析したところ、3種類のCIP4様タンパク質は、膜チューブレーションとアクチン再編成を触媒する効果が異なることがわかった。その結果、3つのCIP4様タンパク質は、膜チューブレーションとアクチン再編成を触媒する効果に違いがあることがわかった。さらに、CIP4依存性の膜チューブレーションは、活性化されたCdc42の存在下で増強されることを示した。いくつかのF-BARメンバーはEGF（上皮成長因子）受容体のエンドサイトーシスに役割を持つことが示されており、これがPDGFRbeta［PDGF（血小板由来成長因子）β受容体］のシグナリングにおけるCIP4様タンパク質の関与を研究することを促した。CIP4様タンパク質をノックダウンすると、PDGF誘導性の背側フリルの形成が長期化し、PDGF依存性の細胞遊走が増加することがわかりました。これは、CIP4様タンパク質に特異的なsiRNA（small interfering RNA）で処理した細胞では、受容体の内部化が遅延したことにより、PDGFRbetaが持続的に活性化された結果である可能性が高い。

RESULTS: We performed side-by-side analyses of the three CIP4 paralogues. We found that the three CIP4-like proteins vary in their effectiveness to catalyse membrane tubulation and actin reorganization. Moreover, we show that the CIP4-dependent membrane tubulation is enhanced in the presence of activated Cdc42. Some F-BAR members have been shown to have a role in the endocytosis of the EGF (epidermal growth factor) receptor and this prompted us to study the involvement of the CIP4-like proteins in signalling of the PDGFRbeta [PDGF (platelet-derived growth factor) beta-receptor]. We found that knock-down of CIP4-like proteins resulted in a prolonged formation of PDGF-induced dorsal ruffles, as well as an increased PDGF-dependent cell migration. This was most likely a consequence of a sustained PDGFRbeta activation caused by delayed internalization of the receptor in the cells treated with siRNA (small interfering RNA) specific for the CIP4-like proteins.

結論:

我々の知見は、CIP4様タンパク質がCdc42の下流で膜チューブレーションを誘導し、PDGFRbetaの内部化と活性を調節することで、PDGF依存性アクチン再編成と細胞移動に重要な役割を持っていることを示した。さらに、PDGFRbetaの活性調節にCIP4様タンパク質が重要な役割を果たしていることが示唆された。

CONCLUSIONS: Our findings show that CIP4-like proteins induced membrane tubulation downstream of Cdc42 and that they have important roles in PDGF-dependent actin reorganization and cell migration by regulating internalization and activity of the PDGFRbeta. Moreover, the results suggest an important role for the CIP4-like proteins in the regulation of the activity of the PDGFRbeta.