Migracja komórek zależy od szeregu zintegrowanych zdarzeń komórkowych, w tym recyklingu błonowego receptorów integryn macierzy zewnątrzkomórkowej. W tym artykule artykule badamy rolę autofagii w regulacji migracji komórek. W teście w teście gojenia ran zaobserwowaliśmy, że autofagia była zmniejszona w komórkach na niż w komórkach znajdujących się z tyłu. Te różnice w autofagii były skorelowane ze stabilnością aktywności MTOR. Różnica przestrzenna w akumulacji struktur autofagicznych nie została wykryta w komórkach leczonych rapamycyną które miały mniejszą zdolność migracji niż komórki nieleczone. W przeciwieństwie do tego knockdown autofagicznego białka ATG7 stymulował migrację komórek HeLa komórek. Odpowiednio, MEF atg3(-/-) i atg5(-/-) mają większe właściwości migracyjne niż ich odpowiedniki typu dzikiego. niż ich odpowiedniki typu dzikiego. Stymulacja autofagii zwiększyła kolokalizację pęcherzyków zawierających integrynę β1 z wakuolami autofagicznymi barwionymi LC3 wakuolami autofagicznymi. Co więcej, zahamowanie autofagii spowolniło lizosomalną degradację degradację internalizowanych integryn β1 i promowało ich recykling błonowy. Na podstawie tych odkryć doszliśmy do wniosku, że autofagia reguluje migrację komórek, centralny mechanizm centralny mechanizm w rozwoju komórek, angiogenezie i progresji nowotworu, poprzez zmniejszając ekspresję integryn β1 na powierzchni komórek. --- Wewnątrzkomórkowe białko kanału chlorkowego 4 (CLIC4) występuje zarówno w postaci rozpuszczalnej, jak i formach związanych z błoną i bierze udział w różnych procesach komórkowych, od tworzenia kanałów jonowych po przebudowę błon wewnątrzkomórkowych. CLIC4 jest szybko rekrutowany do błony plazmatycznej przez kwas lizofosfatydowy (LPA) i surowicy, co sugeruje możliwą rolę CLIC4 w transporcie egzocytarno-endocytarnym. Jednak funkcja i cele subkomórkowe CLIC4 pozostają nieuchwytne. Tutaj, pokazujemy, że w komórkach HeLa i MDA-MB-231, knockdown CLIC4 zmniejsza adhezję komórka-matryca adhezję, rozprzestrzenianie się komórek i sygnalizację integrynową, podczas gdy zwiększa ruchliwość komórek. ruchliwość komórek. LPA stymuluje rekrutację CLIC4 do integryny β1 w błonie plazmatycznej i w endosomach Rab35-dodatnich. CLIC4 jest wymagany zarówno dla internalizacji i indukowanego surowicą lub LPA recyklingu integryny β1, ale nie do przemieszczania się receptora EGF. Ponadto wykazaliśmy, że CLIC4 hamuje aktywność Rab35 i antagonizuje zależną od Rab35 regulację przemieszczania się integryny β1. Nasze wyniki definiują CLIC4 jako regulator aktywności Rab35 oraz zależnego od surowicy i zależny od LPA ruch integryny. --- Komórki odwrotnie regulują poziomy integryn i kadheryn w błonie plazmatycznej podczas migracji i adhezji komórek. podczas migracji komórek i adhezji komórka-komórka, ale mechanizmy regulacyjne, które koordynują te procesy, pozostają nieznane. Tutaj pokazujemy, że mała GTPaza Rab35 utrzymuje kadheryny na powierzchni komórki w celu promowania adhezji komórka-komórka. Jednocześnie Rab35 hamuje aktywność GTPazy Arf6 w celu obniżenia zależnej od Arf6 ścieżki recyklingu dla β1-integryny i receptorów EGF i receptorów EGF, co skutkuje zahamowaniem migracji komórek i osłabieniem sygnalizacji poniżej tych receptorów. Co ważne, fenotypy zmniejszonej adhezji komórek i zwiększonej migracji komórek obserwowanej po Rab35 są zgodne z przejściem nabłonkowo-mezenchymalnym, cechą inwazyjnych komórek rakowych. inwazyjnych komórek nowotworowych, a my pokazujemy, że ekspresja Rab35 jest tłumiona w podgrupie nowotworów charakteryzujących się nadaktywnością Arf6. Nasze dane identyfikują zatem kluczowy mechanizm molekularny, który skutecznie koordynuje odwrotny wewnątrzkomórkowy wewnątrzkomórkowe i poziomy powierzchniowe kadheryn i receptorów integryn dla migracji i różnicowania komórek. migracji i różnicowania komórek. --- Funkcje integryn są kontrolowane przez regulację ich powinowactwa do ligandu oraz przez skuteczny recykling nienaruszonych integryn przez endosomy. Tutaj wykazać, że miejsce wiążące Kindlin w domenie cytoplazmatycznej β1-integryny służy jako przełącznik molekularny umożliwiający sekwencyjne wiązanie dwóch białek zawierających domenę FERM w różnych przedziałach komórkowych. Gdy β1 znajdują się w błonie plazmatycznej, Kindliny kontrolują powinowactwo wiązania ligandów. Jednakże, gdy są internalizowane, Kindliny dysocjują od integryn i nexin 17 (SNX17) jest rekrutowany do wolnych ogonów integryny β1 we wczesnych endosomach, aby zapobiec β1-integrynie. endosomach, aby zapobiec degradacji β1-integryny, prowadząc do ich recyklingu z powrotem na powierzchnię komórki. na powierzchnię komórki. Nasze wyniki identyfikują SNX17 jako białko wiążące ogon β1-integryny. białko, które oddziałuje z wolnym miejscem wiążącym Kindlin w endosomach, aby stabilizuje integryny β1, powodując ich recykling na powierzchnię komórki, gdzie gdzie mogą być ponownie wykorzystane. --- Integryny są zaangażowane w różne procesy rozwoju układu nerwowego, w tym proliferację, migrację i różnicowanie neuronów. nerwowego, w tym proliferację, migrację i różnicowanie komórek neuronalnych. komórek neuronalnych. W tym badaniu wykazaliśmy, że kinaza serynowo-treoninowa Ndr2 kontroluje zależny od integryny wzrost dendrytyczny i aksonalny w mysich neuronach hipokampa. My wykazujemy, że Ndr2 jest w stanie indukować fosforylację w miejscu aktywności i miejscu Thr(788/789) β1-integryny, aby stymulować zależną od PKC- i zależną od CaMKII aktywację β1-integryn, a także ich egzocytozę. W związku z tym Ndr2 wiąże się z integrynami dodatnimi wczesnymi i recyklingowymi endosomami w pierwotnych neuronach hipokampa, a ekspresja powierzchniowa aktywowanych β1-integryn jest zmniejszona na dendrytach neuronów pozbawionych Ndr2. Rola Ndr2 w różnicowaniu dendrytów jest również widoczna in vivo, ponieważ myszy z mutacją Ndr2-null wykazują zmiany w złożoności dendrytów w hipokampie. Wskazuje to na rolę Ndr2 w precyzyjnej regulacji wzrostu dendrytów; w rzeczywistości W rzeczywistości leczenie pierwotnych neuronów semaforyną 3A ratuje Ndr2 ratuje deficyty wzrostu dendrytycznego wywołane przez Ndr2, ale nie zwiększa wzrostu poza poziom kontrolny. poza poziom kontrolny. Odpowiednio, zmutowane myszy Ndr2-null wykazują semaforynę 3A(-/-)-podobny fenotyp przedwczesnego rozgałęzienia dendrytycznego w hipokampie. Wyniki Wyniki tego badania pokazują, że handel i aktywacja integryn, w których pośredniczy Ndr2 są kluczowe dla wzrostu neurytów i sygnałów naprowadzających podczas rozwoju neuronów. rozwoju neuronów. --- Ruch integryn odgrywa ważną rolę w ruchliwości komórkowej i cytokinezie. cytokinezy. Integryny ulegają ciągłemu przemieszczaniu endo/egzocytarnemu, aby ułatwić dynamiczną regulację adhezji komórek. Aktywność integryn wobec składników macierzy zewnątrzkomórkowej jest regulowana przez zdolność tych receptorów do przełączania się między konformacjami aktywnymi i nieaktywnymi. Kilka komórkowych szlaków sygnalizacyjnych w regulacji ruchu integryn w różnych warunkach. różnych warunkach. Jednak wzajemne powiązania między aktywnością integryn a ich endocytarnym losem pozostały nie do końca poznane. Tutaj zbadaliśmy ruch endocytarny aktywnych i nieaktywnych integryn β1 w komórkach nowotworowych. Oba konformery są endocytowane w sposób zależny od klatryny i dynaminy. sposób zależny od dynaminy. Szybkość endocytozy netto aktywnych integryn β1 jest wyższa. wyższa, podczas gdy endocytozie nieaktywnej integryny β1 przeciwdziała szybki recykling z powrotem do błony plazmatycznej przez ARF6- i wczesny antygen endosomowy 1 w sposób zależny od Rab4a i aktyny. Dzięki tym różne szlaki przemieszczania się, dwie pule receptorów wykazują rozbieżne lokalizację subkomórkową. W stanie stacjonarnym nieaktywna integryna β1 znajduje się głównie na błonie plazmatycznej, podczas gdy aktywny receptor jest głównie wewnątrzkomórkowy. Dane te zapewniają nowy wgląd w ruch endocytarny integryn i sugerują możliwość wcześniej niedocenianego przesłuch między szlakami regulującymi aktywność i ruch integryn. --- Regulowany obrót receptorów integrynowych jest niezbędny dla adhezji i migracji komórek. migracji. Ścieżki selektywnie regulujące recykling β1-integryny są zaangażowane w inwazję nowotworów i przerzuty, ale białka wymagane do internalizacji tej proinwazyjnej integryny pozostają zidentyfikowane. tej proinwazyjnej integryny pozostają do zidentyfikowania. Tutaj odkryliśmy formin-like 2 (FMNL2) jako krytyczny regulator internalizacji β1-integryny za kinazą białkową C (PKC). PKCα wiąże się i fosforyluje FMNL2 przy S1072 w jego diafanicznym regionie autoregulacyjnym, prowadząc do uwolnienia autoinhibicji forminy. Fosforylacja FMNL2 powoduje jego szybką relokację i promuje jego interakcję z cytoplazmatycznymi ogonami podjednostek podjednostek α-integryny w celu endocytozy β1-integryny. FMNL2 napędza internalizację β1-integryny internalizację i ruchliwość inwazyjną w sposób zależny od fosforylacji, podczas gdy mutant FMNL2 wadliwy w montażu aktyny zakłóca endocytozę β1-integryny i inwazję komórek nowotworowych. endocytozą i inwazją komórek nowotworowych. Nasze dane wskazują na rolę FMNL2 w regulacji β1-integryny. regulacji β1-integryny i zapewniają mechanistyczne zrozumienie funkcji FMNL2 w inwazyjności nowotworów. --- Recykling internalizowanych integryn jest kluczowym krokiem w przebudowie adhezji i ruchu komórek. ruchu komórek. Niedawno ustaliliśmy, że czynniki wymiany nukleotydów ADP-rybozylacja-guanina czynniki wymiany nukleotydów guaninowych (ARF-GEF) cytohezyna 2/ARNO i cytohezyna 3/GRP1 mają przeciwstawny wpływ na adhezję i stymulowany recykling integryny β1, mimo że są bardzo blisko spokrewnionymi białkami. chociaż są one bardzo blisko spokrewnionymi białkami (80% identyczności sekwencji). Mamy teraz określiliśmy różnice w sekwencji leżące u podstaw zróżnicowanego działania cytohezyny 2/ARNO i cytohezyny 3/GRP1. Stwierdziliśmy, że zdolność cytohesin do promowania recyklingu i adhezji integryny β1 zależy od obecności lub lub braku kluczowej reszty glicyny w ich domenach homologii pleckstryny (PH). Ta glicyny określa specyficzność fosfoinozytydu i powinowactwo domen PH cytozyny. domen PH cytohezyny. Zmiana liczby glicyny w domenach PH cytohesin 2 i cytohesin 3 jest wystarczająca do odwrócenia ich wpływu na adhezję i rozprzestrzenianie się oraz do odwrócenia ich subkomórkowych lokalizacji. Co ważne, odkryliśmy również że zmutowana forma cytohezyny 3/GRP1, która ma trzy zamiast dwóch glicyny w domenie PH ratuje recykling integryny β1 w komórkach z knockdownem cytohezyny 2/ARNO knockdown. I odwrotnie, zmutowana forma cytohezyny 2/ARNO z dwiema glicynami w domenie PH nie ratuje recyklingu integryny β1. Dlatego doszliśmy do wniosku że specyficzność fosfoinozytydowa jest jedyną funkcjonalną różnicą, która określa, która cytohezyna może promować recykling integryny. --- Ludzka sialidaza błonowa NEU3 jest kluczowym enzymem w katabolizmie gangliozydów błonowych. gangliozydów błonowych, ma kluczowe znaczenie w regulacji procesów zachodzących na powierzchni komórek, i wykazano, że jest znacząco regulowana w górę w raku nerkowokomórkowym (RCC). raka nerkowokomórkowego (RCC). W niniejszym raporcie wykazaliśmy, że NEU3 reguluje przemieszczanie się integryny β1 w komórkach RCC poprzez kontrolowanie recyklingu integryny β1 do błony plazmatycznej i kontrolując aktywację receptora naskórkowego czynnika wzrostu (EGFR) i sygnalizację ogniskowej kinazy adhezyjnej (FAK) / kinazy białkowej B (AKT). WYCISZENIE NEU3 w komórkach RCC zwiększało zawartość gangliozydów w błonie, w szczególności GD1a i zmieniło ekspresję kluczowych regulatorów szlaku recyklingu integryn. szlaku recyklingu integryn. Ponadto, wyciszenie NEU3 regulowało w górę białko RAB25 związane z Ras białko RAB25, które kieruje internalizowane integryny do lizosomów i w dół regulowało białko wewnątrzkomórkowego kanału chlorkowego 3 (CLIC3), które indukuje recykling internalizowanych integryn do błony plazmatycznej. W ten sposób W ten sposób wyciszenie NEU3 zwiększyło endocytozę jaskiniową integryny β1, zablokowało jego recykling i zmniejszyło jego poziomy w błonie plazmatycznej, aw konsekwencji, hamowało EGFR i FAK/AKT. Zdarzenia te miały następujący wpływ na zachowanie komórek RCC: (a) zmniejszyły oporność na leki pośredniczoną przez blok autofagii i indukcję apoptozy; (b) zmniejszenie potencjału przerzutowego w którym pośredniczy obniżona regulacja metaloproteinaz MMP1 i MMP7; oraz (c) zmniejszoną adhezję do kolagenu i fibronektyny. Dlatego nasze dane identyfikują NEU3 jako kluczowy regulator szlaku recyklingu integryny β1 i sygnalizacji FAK/AKT i wykazują jego kluczową rolę w złośliwości RCC.
Czy białko β1-integryna podlega recyklingowi?
Tak, β1-integryna jest poddawana recyklingowi.