硫酸化グリコアミノグリカンとプロテオグリカンSyndecan-4は乳がん細胞におけるLL-37の膜固定とその移行促進効果に関与している

Sulfated Glycoaminoglycans and Proteoglycan Syndecan-4 Are Involved in Membrane Fixation of LL-37 and Its Pro-Migratory Effect in Breast Cancer Cells.

• Chahrazed Habes
• Günther Weber
• Caroline Goupille

抄録

LL-37は、当初は抗菌活性を有することが特徴であったが、腫瘍の発生にも大きく寄与することが明らかになっている。LL-37は、乳がん細胞株において、TRPV2チャネルを介して細胞内カルシウムを増加させ、PI3K/AKTシグナルの活性化を介して細胞の遊走を促進します。LL-37の全d型エナンチオマーであるd-LL-37も同様の作用を示すが、LL-37は古典的なリガンド受容体としての蛋白質-蛋白質相互作用を排除している。6 の正味電荷は、ペプチドがスルホグリカンやシアル酸の負電荷を利用して細胞膜への付着を促進し、その活性を誘導しているという仮説を生み出した。その結果，シアル化構造や硫酸化構造に特異的に結合する植物性レクチンがLL-37のカルシウム増加と細胞移動の両方の活性を阻害したのに対し，シアル化酵素は効果を示さなかった。しかし、クロンドロイチンおよびヘパリンとして遊離硫酸化グリコアミノグリカン（GAG）の競合使用、またはコンドロイチナーゼおよびヘパリナーゼとの細胞表面の処理は、LL-37の50〜100％の活性損失をもたらした。4-メチルウンベリフェリル-β-d-キシロシドによるGAGの合成を阻害し、塩素酸ナトリウムによるグリカンスルファチオン化を抑制することで同等の結果が得られた。RNA干渉を用いたプロテオグリカン合成の抑制による候補アプローチにより、シンデカン-4がLL-37の活性と細胞表面への結合に必要であることが示された。このことから、シンデカン-4は硫酸化GAGを介してLL-37の受容体として機能している可能性が示唆された。

Initially characterized by its antimicrobial activities, LL-37 has also been shown to significantly contribute to tumor development. On breast cancer cell lines, LL-37 increases intracellular calcium via the TRPV2 channel and their migration via the activation of PI3K/AKT signaling. Its all-d enantiomer d-LL-37 induces similar effects, which excludes a protein-protein interaction of LL-37 in a classic ligand-receptor manner. Its net charge of +6 gave rise to the hypothesis that the peptide uses the negative charges of sulfoglycans or sialic acids to facilitate its attachment to the cell membrane and to induce its activities. Whereas several vegetal lectins, specifically attaching to sialylated or sulfated structures, blocked the activities of LL-37 on both calcium increase and cell migration, several sialidases had no effect. However, the competitive use of free sulfated glycoaminoglycans (GAGs) as chrondroitin and heparin, or treatment of the cell surface with chondroitinase and heparinase resulted in an activity loss of 50-100% for LL-37. Concordant results were obtained by blocking the synthesis of GAGs with 4-Methylumbelliferyl-β-d-xyloside, and by suppression of glycan sulfatation by sodium chlorate. Using a candidate approach by suppressing proteoglycan synthesis using RNA interference, syndecan-4 was shown to be required for the activities of LL-37 and its binding to the cell surface. This leads to the conclusion that syndecan-4, by means of sulfated GAGs, could act as a receptor for LL-37.