Santoro, M. M., Gaudino, G. & Marchisio, P. C. The MSP receptor regulates α6β4 and α3β1 integrins via 14-3-3 proteins in keratinocyte migration. Dev. Cell5, 257-271 (2003) | | |
Growth factors and integrins often join forces to regulate biological processes, but in the process of keratinocyte migration, a third protein — — puts in an appearance. The growth factor macrophage-stimulating protein () induces its receptor, , to complex, through 14-3-3, with the integrin. This removes α6β4 from cell-adhesion structures and relocalizes it at lamellipodia. In conjunction with increased migration, this implicates Ron and 14-3-3 in wound healing, as reported by Santoro and colleagues.
Serine 1394 на С-конце Ron является потенциальным местом фосфориолирования для многих киназ, но только посредством phosphatidylinositol 3-kinase, форсфорилирует Ron in vivo в ответ на MSP. Ron's С-конец также содержит консенсусные мотивы для нескольких доменов межбелковых взаимодействий — a зависящий от фосфорилирования scaffold белок 14-3-3 фактически соединяется с MSP-опосредованным, Akt-форсфорилированным Ron. 14-3-3 ко-иммунопреципитируется с фосфорилированным по Ser1394 Ron и оба белка ко-локализуются на ведущем крае мигрирующих krtnjr в ламеллиподиях.
В первичных кератиноцитах, 14-3-3 ассоциирует с Ron в ответ на MSP. MSP понуждает кератиноциты распластываться и мигрировать быстрее по компонету внеклеточного матрикса по сравнению с клетками с мутантным Ser1394 или с теми, у которых С-конец 14-3-3 делетирове, (обе эти конструкции взаимодействуют с комплексом Ron–14-3-3). Эти эффекты подчеркивают потенциальное участие интегринов и Santoro с коллегами нашли, что β4 взаимодействует с 14-3-3. Protein kinase C (PKC) , как было показано, фосфорилирует β4, и авт. нашли, что MSP индуцирует фосфорилирование с помощью , из α6β4 в сайте связывания 14-3-3 — вызывая тем самым последующее образование комплекса α6β4–14-3-3.
Итак, если 14-3-3 соединяется с Ron и с α6β4, то м. ли это обеспечивать образование комплекса между двумя белками? И в самом деле, может. И так как α6β4 обычно обнаруживается в полудесмосомах — структурах, которые поддерживают клеточную адгезию — a Ron–14-3-3 в ламеллиподиях, поэтому авт. затем исследовали эффект MSP на локализацию α6β4. MSP индуцирует, как оказалось, релокализацию α6β4 из полудесмосом в ламеллиподии. В противоположрность этому клетки слипаются с laminin-5 посредством вместо α6β4. Т.к. это происходит во время заживления ран, то Santoro и др. исследовали роль MSP's в этом процессе. MSP способствует миграции кератиноцитов в раны у мышей и в in vitro раны-заживляющих assays. Это нуждается в формировании комплекса Ron–14-3-3–α6β4 и α3β1-зависимой миграции клеток.
Когда они изучали передачу нижестоящих сигналов, то нашли, что α6β4 фосфорилирвуется только, если формируется комплекс Ron–α6β4 и что этот комплекс активирует передачу сигналов p38 и ядерного фактора κB. Оба пути необходимы для транскрипционной upregulation, не только самого MSP но и также матричрных metalloproteinases, которые обычно индуцируются во время заживления ран кератиноцитами. Итак, α6β4, по-видимому, превращаются из адгезивных молекул в сигнальный компонент по время ре-эпителизации ран.
Pegtel, D. M. et al. The Par–Tiam1 complex controls persistent migration by stabilizing microtubule-dependent front–rear polarity. Curr. Biol. 6 Sept 2007 (doi: 10.1016/j.cub.2007.08.035)
Рис.1. | Unpolarized morphology of a keratinocyte with impaired PAR–TIAM1 polarity signalling, as shown by microtubule staining. Image provided by J.G. Collard, The Netherlands Cancer Institute, Amsterdam, The Netherlands.
Клеточная полярность является центром для многих биологических функций -от поддержания целостности ткани на направленной миграции клеток. Законсервированные белковые комплексы, такие как PAR (partitioning-defective) комплекс полярности, который состоит из , и протеин киназы , действуют, чтобы установить и поддерживать клеточную полярность. PAR и фактор guanine nucleotide exchange (T lymphoma invasion and metastasis-1), как известно, контролируют апикадбно-базальную полярность контактирующих эпителиальных клеток. В Current Biology, John Collard и коллеги описали, что PAR-TIAM1 комплекс регулирует также поляризованную миграцию свободных эпителиальных клеток.
Авт. наблюдали, что мигрирующие TIAM1-/- кератиноциты теряют фронтально-заднюю полярность, которая является типичной для wild-type (WT) клеток, хотя подвижность сама по себе не нарушается, мутантные клетки обнаруживают нарушенный паттерн миграции. TIAM1-/- клетки часто меняют направление и мигрируют менее линейно (persistent), чем WT клетки. Воздействие градиентом epidermal growth factor существенно увеличивает миграцию WT кератиноцитов, но не оказывает влияния на TIAM1-нокаутные клетки, указывая тем самым, что TIAM1 необходим как для постоянной (persistent), так и для хемотактической миграции эпителиальных клеток.
Поскольку TIAM1 ассоциирует с комплексом PAR, чтобы регулировать апикально-базальную полярность в немигрирующих кератиноцитах, Collard с коллегами тестировали, приложима ли эта ассоциация к направленной миграции. Подавление эндогенного PAR3 нарушает фронтально-заднюю поляризацию WT клеток и снижает persistent миграцию,такж как и вответ на хемотаксис. Сходное поведение наблюдалось при ингибировании передачи сигналов PKCζ, главного эффектора комплекса полярности PAR. Истощение активности PAR3 и/или PKCζ не вызывает дополнительного эффекта у TIAM1-дефицитных клеток, указывая тем самым, что PAR3 и PKCζ действуют совместно с TIAM1.
Взаимодействие TIAM1 с PAR3 и PKCζ в мигрирующих кератиноцитах подтверждено в pull-down экспериментах, которые также показали, что PKCζ активируется в ответ на ассоциацию TIAM1 с комплексом PAR. Более того, эндогенные PAR3 и PKCζ концентрировались на ведущем крае поляризованных клеток и ко-локализовались с green fluorescent protein (GFP)-нагруженным TIAM1, указывая тем самым, что все эти белки играют роль в установлении фронтально-тыловой клеточной асимметрии.
Collard с коллегами предприняли исследование, как цитоскелет может влиять на persistent миграцию. Деполимеризация актина приводит к полному устранению подвижности, тогда как antimicrotubule хим. соединения индуцируют потерю полярности, заставляя клетки мигрировать точно также, как клетки с нарушенной передачей сигналов PAR-TIAM1. WT кератиноциты были менее чувствительны к соединениям, деполимеризующим микротрубочки и содержали более стабильные ацетилированные микротрубочки по сравнению с TIAM1-/- или PKCζ-ингибированными клетками, указывая тем самым, что PAR-TIAM1 комплекс контролирует фронтально-тыловую полярность и устойчивость за счет воздействия на стабильность микротрубочек.
Всё это указывает на то, что комплекс PAR-TIAM1 поддерживает фронтально-тыловую полярность в мигрирующих эпителиальных клетках посредством цитоскелета из микротрубочек. Т.о., комплекс PAR-TIAM1 контролирует два разных процесса поляризации в одной и той же клетке в зависимости от контекста: он стабилизирует фронтально-тыловую полярность у свободных кератиноцитов, стимулируя тем самым persistent миграцию, и он также необходим для установления долго длящейся апикально-базальной полярности у контактирующих клеток.
FURTHER READING
Mertens, A. E. E. et al. Tiam1 takes PARt in cell polarity. Trends Cell Biol. 16, 308–316 (2006)
