Роль Rab25 и α5β1

Patrick T. Caswell1, Heather J. Spence1, Maddy Parsons2, Dominic P. White1, Katherine Clark3, Kwai Wa Cheng4, Gordon B. Mills4, Martin J. Humphries5, Anthea J. Messent5, Kurt I. Anderson1, Mary W. McCaffrey6, Bradford W. Ozanne1 and Jim C. Norman Rab25 associates with α5β1 integrin to promote invasive migration in 3D microenvironments. Dev. Cell 13, 496–510 (2007) Article .
FURTHER READING Jones, M. C. et al. Endocytic recycling pathways: emerging regulators of cell migration. Curr. Opin. Cell Biol. 18, 549–557 (2006) Article	A photoactivatable integrin probe (green) shows exocytic delivery of alpha5beta1 integrin from a RAB25 vesicle (red) to the tip of an advancing pseudopod during migration of an ovarian tumour cell on a 3D matrix. The time sequence (20 sec interval between images) is shown from left to right. Image provided by J.C. Norman, Beatson Institute for Cancer Research, Glasgow, UK. Rab белки являются членами сверхсемейства Ras GTPase и являются известными регуляторами событий мембранного переноса. Имеется множество доказательств связей Rab-регулируемых путей рециклинга с поляризацией, миграцией клеток и опухолевым метастазированием, но лежащие в их основе механизмы неясны. Jim Norman с коллегами сообщают, что RAB25 непосредственно взаимодействует с локализует α5β1 integrin на кончиках псевдоподий мигрирующих клеток, внося тем самым вклад в метастатический процесс. Интегрины подвергаются постоянной интернализации с плазматической мембраны в эндосомные компартменты, где они подвергаются постепенному преобразованию. Т.к. α5β1 integrin b RAB25,как известно, влияют на агрессивность рака, поэтому Norman с коллегами тестировали, будет ли происходить затрагиваемый RAB25 рециклинг α5β1 и будет ли способствовать инвазивной миграции. Авт. впервые показали, что GTP-связанный RAB25 специфически взаимодействует с цитоплазматическим хвостом β1 субъединицы α5β1 в овариальных A2780 раковых клетках человека и что такое связывание может обеспечиваться с помощью гипервариабельного C-терминального домена RAB25. Миграция клеток A2780 на 2D матриксе не затрагивается в присутствие RAB25, указывая тем самым, что он не вовлекается в регуляцию основного аппарата миграции. Однако, инвазия в 3D мотриксе сильно увеличивается в ответ на экспрессию RAB25, если в матрикс был добавлен α5β1 лиганд fibronectin (FN). Блокирование соединения α5β1-FN снижает миграцию, подтверждая тем самым важность α5β1 ligation в RAB25-обеспечиваемой инвазии. Используя химерный RAB25 белок, который неспособен соединяться с α5β1 и не способствует инвазии, было показано, что RAB25 обеспечивает инвазивность посредством богатого FN матрикса за счет непосредственного связывания с и регуляции α5β1 integrin. Анализ миграции клеток в 3D матриксе, содержащем FN, показал, что RAB25-зависимая инвазивность коррелирует с изменениями морфологии клеток и типа миграции. Клетки, экспрессирующие RAB25 первоначально выпускают длинные псевдоподии билатерально, только затем втягивают один из отростков и быстро мигрируют в направлении сохранившейся псевдоподии. Как результат увеличивается настойчивость (persistence), но не скорость миграции. Авт. исследовали динамику α5β1 integrin и RAB25 dynamics во время управляемой псевдоподиями инвазивной миграции, используя высокого разрешения time-lapse fluorescence imaging и фотоактивационные эксперименты. В отсутствие RAB25, пузырьки, содержащие α5β1 редко обнаруживались во фронтальной части клетки. Напротив, пузырьки, содержащие RAB25 и α5β1, локализовались в кончиках псевдоподий. Интегрин α5β1 в RAB25 пузырьках не был статичным, он постоянно подвергался рециклингу в плазматической мембране кончика псевдоподии. Более того, в клетках, мигрирующих по матриксу, производному клеток, экспрессия RAB25 предупреждала дисперсию α5β1 интегрина с фронта клетки, сохраняя тем самым пул интегрина в кончике псевдоподии. Всё это демонстрирует, что RAB25 взаимодействует непосредственно с β1 субъединицей α5β1, чтобы поддержать пул активно циклически изменяющегося α5β1 integrin на кончиках выпячиваемых псевдоподий. Это ведет к обеспечению инвазивного типа клеточной миграции в 3D матриксе, содержащем FN. Способность клеток мигрировать через FN, которым богата соединительная ткань, является жизненно важным для метастатического продвижения, делая α5β1 взаимодействие потенциальной мишенью для терапии.

A photoactivatable integrin probe (green) shows exocytic delivery of alpha5beta1 integrin from a RAB25 vesicle (red) to the tip of an advancing pseudopod during migration of an ovarian tumour cell on a 3D matrix. The time sequence (20 sec interval between images) is shown from left to right. Image provided by J.C. Norman, Beatson Institute for Cancer Research, Glasgow, UK.

Rab белки являются членами сверхсемейства Ras GTPase и являются известными регуляторами событий мембранного переноса. Имеется множество доказательств связей Rab-регулируемых путей рециклинга с поляризацией, миграцией клеток и опухолевым метастазированием, но лежащие в их основе механизмы неясны. Jim Norman с коллегами сообщают, что RAB25 непосредственно взаимодействует с локализует α5β1 integrin на кончиках псевдоподий мигрирующих клеток, внося тем самым вклад в метастатический процесс.

Интегрины подвергаются постоянной интернализации с плазматической мембраны в эндосомные компартменты, где они подвергаются постепенному преобразованию. Т.к. α5β1 integrin b RAB25,как известно, влияют на агрессивность рака, поэтому Norman с коллегами тестировали, будет ли происходить затрагиваемый RAB25 рециклинг α5β1 и будет ли способствовать инвазивной миграции.

Авт. впервые показали, что GTP-связанный RAB25 специфически взаимодействует с цитоплазматическим хвостом β1 субъединицы α5β1 в овариальных A2780 раковых клетках человека и что такое связывание может обеспечиваться с помощью гипервариабельного C-терминального домена RAB25. Миграция клеток A2780 на 2D матриксе не затрагивается в присутствие RAB25, указывая тем самым, что он не вовлекается в регуляцию основного аппарата миграции. Однако, инвазия в 3D мотриксе сильно увеличивается в ответ на экспрессию RAB25, если в матрикс был добавлен α5β1 лиганд fibronectin (FN). Блокирование соединения α5β1-FN снижает миграцию, подтверждая тем самым важность α5β1 ligation в RAB25-обеспечиваемой инвазии. Используя химерный RAB25 белок, который неспособен соединяться с α5β1 и не способствует инвазии, было показано, что RAB25 обеспечивает инвазивность посредством богатого FN матрикса за счет непосредственного связывания с и регуляции α5β1 integrin.

Анализ миграции клеток в 3D матриксе, содержащем FN, показал, что RAB25-зависимая инвазивность коррелирует с изменениями морфологии клеток и типа миграции. Клетки, экспрессирующие RAB25 первоначально выпускают длинные псевдоподии билатерально, только затем втягивают один из отростков и быстро мигрируют в направлении сохранившейся псевдоподии. Как результат увеличивается настойчивость (persistence), но не скорость миграции.

Авт. исследовали динамику α5β1 integrin и RAB25 dynamics во время управляемой псевдоподиями инвазивной миграции, используя высокого разрешения time-lapse fluorescence imaging и фотоактивационные эксперименты. В отсутствие RAB25, пузырьки, содержащие α5β1 редко обнаруживались во фронтальной части клетки. Напротив, пузырьки, содержащие RAB25 и α5β1, локализовались в кончиках псевдоподий. Интегрин α5β1 в RAB25 пузырьках не был статичным, он постоянно подвергался рециклингу в плазматической мембране кончика псевдоподии. Более того, в клетках, мигрирующих по матриксу, производному клеток, экспрессия RAB25 предупреждала дисперсию α5β1 интегрина с фронта клетки, сохраняя тем самым пул интегрина в кончике псевдоподии.

Всё это демонстрирует, что RAB25 взаимодействует непосредственно с β1 субъединицей α5β1, чтобы поддержать пул активно циклически изменяющегося α5β1 integrin на кончиках выпячиваемых псевдоподий. Это ведет к обеспечению инвазивного типа клеточной миграции в 3D матриксе, содержащем FN. Способность клеток мигрировать через FN, которым богата соединительная ткань, является жизненно важным для метастатического продвижения, делая α5β1 взаимодействие потенциальной мишенью для терапии.