細胞接着時のフィロポディア先端のコレステロールの非対称性

Cholesterol asymmetry at the tip of filopodia during cell adhesion.

• Takuma Kishimoto
• Nario Tomishige
• Motohide Murate
• Reiko Ishitsuka
• Hubert Schaller
• Yves Mély
• Kazumitsu Ueda
• Toshihide Kobayashi

抄録

細胞接着時には、細胞は細胞外マトリックスへの接着を容易にするためにフィロポディアを発達させます。フィロポディアの形成には、小グアニシン三リン酸(GTP)結合タンパク質Cdc42が中心的な役割を果たしています。Cdc42の活性はコレステロール（Chol）によって制御されていることが報告されている。我々は、高濃度のコレステロールを感知する細菌毒素パーフリンゴリジンOのコレステロール結合ドメイン4（D4）フラグメントを用いて、糸状体中のコレステロールの分布を調べた。その結果、細胞接着の開始期には、蛍光D4が糸状体の外葉の先端部に濃縮されていることがわかった。この濃縮は、内葉の先端部でのD4標識の欠損を伴っていた。D4の細胞表面への結合には、Cdc42とATP結合カセットトランスポーターABCA1の両方が関与していることが、定常相接着細胞実験で明らかになった。Cholの枯渇はCdc42を活性化した。以上の結果から、糸状突起の先端部における Chol の非対称な分布が Cdc42 の活性化を誘導し、糸状突起の形成を促進することが示唆された。

During adhesion, cells develop filopodia to facilitate the attachment to the extracellular matrix. The small guanosine triphosphate (GTP)-binding protein, Cdc42, plays a central role in the formation of filopodia. It has been reported that Cdc42 activity is regulated by cholesterol (Chol). We examined Chol distribution in filopodia using Chol-binding domain 4 (D4) fragment of bacterial toxin, perfringolysin O that senses high membrane concentration of Chol. Our results indicate that fluorescent D4 was enriched at the tip of the outer leaflet of filopodia in the initiation phase of cell adhesion. This enrichment was accompanied by a defect of D4 labeling in the inner leaflet. Steady phase adhered cell experiment indicated that both Cdc42 and ATP-binding cassette transporter, ABCA1, were involved in the binding of D4 to the cell surface. Depletion of Chol activated Cdc42. Our results suggest that asymmetric distribution of Chol at the tip of filopodia induces activation of Cdc42, and thus, facilitates filopodia formation.

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