Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
MRP4 регулирует различные циклические нуклеотид-зависимой сигнализации событий, включая недавно выяснены роль в миграции клеток. Мы описываем прямой, но многогранный подход к распутать вниз по течению молекулярные мишени из MRP4 что приводит к идентификации уникального MRP4 интерактома, который играет ключевую роль в отлаженной регулирования миграции фибробластов.
Множественная лекарственная устойчивость белка 4 (MRP4) является членом АТФ-связывающего кассетного семейства мембранных транспортеров и является эндогенным Отток транспортировщик циклических нуклеотидов. Модулируя внутриклеточной концентрации циклических нуклеотидов, MRP4 может регулировать несколько циклических нуклеотидов-зависимых клеточных событий, включая миграцию клеток. Ранее мы показали, что при отсутствии MRP4, фибробласты содержат более высокие уровни внутриклеточного циклических нуклеотидов и могут мигрировать быстрее. Для того, чтобы понять основные механизмы этого факта, мы приняли непосредственное еще многосторонний подход. Во-первых, мы выделили потенциальные взаимодействующий белок комплексы MRP4 из MRP4 системы клеток избыточная экспрессия с использованием иммунопреципитации с последующим масс-спектрометрии. После идентификации уникальных белков в MRP4 интерактома, мы использовали изобретательности Pathway Analysis (IPA), чтобы исследовать роль этих белок-белковых взаимодействий в контексте передачи сигнала. Мы осветил роциальная роль белкового комплекса MRP4 в миграции клеток и идентифицировали F-актина как главный медиатор влияния MRP4 на миграцию клеток. В этом исследовании также была подчеркнута роль цАМФ и цГМФ в качестве ключевых игроков в миграционных явлений. Использование высокой содержанием микроскопии, мы проводили анализы клеточного миграции и наблюдали, что эффект MRP4 на миграцию фибробластов полностью отменена дезорганизацией цитоскелета или ингибирование цАМФ-зависимой киназы А (РКА). Для визуализации сигналов модуляций в мигрирующим камере в режиме реального времени, мы использовали датчик FRET на основе измерения активности РКА и обнаружили, наличие более поляризованным активности РКА вблизи передней кромки мигрирующего Mrp4 - / - фибробласты, по сравнению с Mrp4 + / + фибробласты. Это, в свою очередь, увеличилась корковой актина образование и дополненное процесс миграции. Наш подход позволяет идентифицировать белки, действующие вниз по течению к MRP4 и дает нам чрезмерновид механизма, участвующего в MRP4-зависимой регуляции миграции фибробластов.
Миграция клеток представляет собой сложный многоступенчатый процесс. Исследования показали, что во время миграции клеток поляризованы в передней и задней кромок. Присоединившись к внеклеточного матрикса, передний край обеспечивает тягу, необходимую для тела клетки, чтобы двигаться вперед. И, наконец, задняя кромка релизы в задние вложения и завершает 1,2 цикла миграции.
Ячейка поляризации для эффективной миграции клеток регулируется пространственной сегрегации внутриклеточной сигнализации. Клеточные вторичные мессенджеры, такие как цАМФ, опосредуют обособления сигнальных событий , необходимых для отлаженной направленной миграции клеток 3,4. Льготные скопления цАМФ и цАМФ-зависимой киназы РКА активности на переднем крае играют ключевую роль в направленной миграции клеток 5,6. Фосфорилированием небольшие GTPases, такие как Рас-связанной С3 ботулинического токсина субстрата (Rac) и контроль клеточного деления белка 42 гомолога или Cdc42, PKАктивирует актин-родственный белок , 2/3 (Arp 2/3) на передней кромке и вызывает образование ламеллоподиях 7-9. РКА также фосфорилирует анти укупорки агента, сосудорасширяющее стимулируется фосфопротеин (VASP), тем самым регулирует колебательные циклы расширения мембраны и втягивании 10,11.
В клетках, уровни цАМФ регулируются тремя основными процессами: я) синтезом аденилатциклазы, II) деградации под действием фосфодиэстеразы и III) перевозки по мембраносвязанных эффлюксных транспортеров 3. Множественная лекарственная устойчивость белка 4 (MRP4), член АТФ-связывающего кассетного семейства (ABC) мембранных транспортеров, функции как эндогенный эффлюксного переносчика циклических нуклеотидов. Поэтому MRP4 может регулировать уровни внутриклеточного цАМФ и цАМФ-зависимой клеточной сигнализации 11-13. Ранее мы показали , что в Mrp4 - / - фибробласты содержат относительно более высокие уровни циклических нуклеотидов и мигрируют быстрее Compared к Mrp4 + / + фибробластов 14. Мы также сообщали, двухфазный эффект циклических нуклеотидов на миграцию фибробластов. На основе предыдущих исследований , и обнаружение того, что наша Mrp4 - / - фибробласты содержат более поляризованной цАМФ в процессе миграции, мы предположили , что этот MRP4-опосредованной регулирование миграции фибробластов является цАМФ зависимой. Для того чтобы понять механизм вниз по течению, мы приняли непосредственное еще многосторонний подход.
Для того, чтобы идентифицировать белки, связанные и во взаимодействии с MRP4, мы иммуноосажденного MRP4 содержащих высокомолекулярные комплексы из клеток НЕК293, что более выражающих MRP4. Использование масс-спектрометрии, мы идентифицировали несколько MRP4-взаимодействующих белков и анализировали их взаимосвязанности с помощью изобретательности Pathway Analysis (IPA). МПА является полезным инструментом для анализа белок-белковых взаимодействий (как структурные, так и функциональные) и исследовать их вклад в частности физиологических и патологическихсобытия , основанные на литературе и экспериментальных доказательств 15,16. АПИ показали , что F-актин является основным объектом вниз по течению MRP4 в контексте миграции клеток , где цАМФ и цГМФ , являются ключевыми молекулами 17 передачи сигналов. Эти данные были подтверждены в дальнейшем высоким содержанием микроскопии. Высокое содержание-микроскопия может захватывать и анализировать поведение клеток , таких как миграция клеток в более удобной, точной и высокой пропускной способностью 18 образом. Данные высокомолекулярные содержания микроскопии показал , что влияние MRP4 на миграцию фибробластов полностью отменена после разрушения актинового цитоскелета или ингибирование ПКА 17.
Кроме того, мы использовали Ферстер резонансный перенос энергии (FRET) основе датчика РКА следить за динамикой рКа в миграции клеток в реальном времени. FRET на основе датчиков киназы , как правило , состоят из специфических субстратного фосфорилирования пептидов фланкированных CFP и YFP флуорофоров 19-21. pmAKAR3 является улучшенной и меняmbrane целевой FRET основе датчика РКА , который содержит Forkhead-ассоциированный домен 1 (FHA1) и последовательность ПКА субстрат LRRATLVD 5,22. Фосфорилирование pmAKAR3 каталитическими увеличивается субъединиц рКа FRET сигнала между CFP и YFP 19. Вставка липидного домена модификации в датчике мишенях к плазматической мембране для мониторинга динамики рКа, в частности , в мембранном отсеке 23.
Используя pmAKAR3, мы показали , что передний край миграции Mrp4 - / - фибробласты экспонируются более поляризованный активность РКА чем Mrp4 + / + фибробласты, что в свою очередь увеличило корковой образование актина на передней кромке 17 ячейки. Вместе эти события привели к улучшению клеточной поляризации и миграции быстрее направленной клеток в отсутствие MRP4. Наш конкретный и прямой подход определил ключевые вниз по течению цели для MRP4 и обеспечивает важное, но, какдо сих пор неизученными механизм MRP4-зависимого регулирования миграции фибробластов.
1. Изобретательность Тропинка анализ
2. Высоковольтный содержание Микроскопия
3. Ферстер-резонансная передача энергии (FRET)
Для изучения влияния MRP4 на миграцию фибробластов, мы использовали ранозаживляющим анализа с использованием высокого содержания микроскопии 14. Точные раны были сделаны на сливных монослоев MEFs , выделенных из либо Mrp4 - / - или Mrp4 + / + м...
Cell migration is an intricate process that plays indispensable roles in many important physiological events including wound healing1,2. Aberrant cell migrations may cause catastrophic events, such as tumor metastasis and angiogenesis24,25. Therefore, fine-tuned regulation of cell migration is required to maintain normal body function.
Using high-content microscopy18, we demonstrated that MRP4-deficient MEFs migrate faster compared to wild-type fibroblasts...
The authors have nothing to disclose.
This work was supported by National Institutes of Health grants R01-DK080834 and R01-DK093045. We thank J. Denise Wetzel, CCHMC Medical Writer, for editing of the manuscript.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Lipofectamine 2000 | Invitrogen(Carlsbad, CA) | 11668-027 | |
DMEM | Invitrogen (Carlsbad, CA) | 11965-092 | |
IncuCyte Zoom | Essen BioScience | ||
96-well IncuCyte Image-Lock microplates | Essen BioScience | 4493 | |
Latrunculin B | Sigma-Aldrich (St. Louis, MO). | L5288 | Stock in DMSO |
H-89 | Enzo Life Sciences (Farmingdale, NY) | BML-EI196 | Stock in DMSO |
35 mm glass-bottomed dishes | (MatTek Corporation; Ashland, MA) | P35G-1.5-20-C | |
Fibronectin | Sigma-Aldrich (St. Louis, MO). | F1141 | |
Opti-MEM Reduced Serum Media | Invitrogen (Carlsbad, CA) | 31985-088 | |
FRET microscopy system | Olympus inverted microscope (IX51) | ||
CCD camera | Hamamatsu, Japan | ORCA285 | |
SlideBook software 5.5 | Intelligent Imaging Innovation ( Denver, CO) | ||
Ingenuity Pathway Analysis software | IPA, QIAGEN Redwood City, | ||
Forskolin | Tocris (Ellisville, MO). | 1099 | Stock in 100% EtOH |
DMEM F-12 | Invitrogen (Carlsbad, CA) | 11330-057 | |
HBSS | Invitrogen (Carlsbad, CA) | 14025-134 | |
Excel | Microsoft | ||
PBS | Invitrogen(Carlsbad, CA) | 10010-023 | |
Trypsin/EDTA Solution (TE) | Invitrogen(Carlsbad, CA) | R-001-100 | |
Penicillin-Streptomycin | Invitrogen(Carlsbad, CA) | 15140-122 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены