【科研论文报道】付成来教授课题组《PNAS》揭示了IP6K3/5-IP7 对黏着斑的调节机制及其在神经细胞迁移中的作用
發布時間: 2019-03-19

天津醫科大學基礎醫學院付成來教授課題組最近報道了IP6K3/5-IP7在細胞移動前緣促進黏著斑的動態變化的分子機制,並揭示了IP6K3在調控神經細胞遷移和腦發育中的重要作用。相關研究成果于20192月在線發表在權威期刊《Proc Natl Acad Sci U S A. 》,題目爲“Inositol hexakisphosphate kinase 3 promotes focal adhesion turnover via interactions with dynein intermediate chain 2”

細胞表達IP6K家族的三個蛋白(IP6K1IP6K2IP6K3),其産物相同(皆是5-IP7),然而不同的IP6Ks的細胞生物學功能各異。因此,IP6Ks在細胞內的定位可能對其功能起到決定性的作用。細胞通過黏著斑與細胞外基質相互接觸,細胞在移動的過程中黏著斑不斷的聚合和解聚合(類似于細胞的腳印),黏著斑的動態變化是細胞運動的基礎。黏著斑是由多種蛋白組成的複合體,其蛋白組成包括黏著斑激酶(FAK)、vinculinpaxillinα-actinin等等。黏著斑的動態變化主要受FAK的調節,而FAK的磷酸化是調節FAK活性的關鍵步驟。因此,FAK的磷酸化異常會影響細胞的移動,導致神經系統發育異常。付成來教授課題組發現IP6K3在細胞膜上高表達,並且在細胞膜上IP6K3與動力蛋白dynein intermediate chain 2DIC2)相互結合。IP6K3的産物5-IP7促進DIC2轉移到細胞移動前緣的細胞膜上,在此過程中DIC2IP6K3攜帶至細胞膜上。因此,兩者在細胞膜上的定位彼此依賴。在細胞移動的前緣,IP6K3通過其産物5-IP7促進FAK的磷酸化,并以此促進细胞移动前缘的黏着斑的动态变化。敲除IP6K3導致FAK磷酸化程度降低,減緩細胞移動前緣的黏著斑的動態變化,阻礙細胞的正常移動。通過動物實驗,觀察到IP6K3敲除的神經細胞遷移緩慢、樹突伸展遲緩、腦發育畸形。

本研究提出了IP6Ks在細胞內的定位決定其功能的假說,闡明了IP6K3通過與dynein intermediate chain 2 相互作用來調節黏著斑動態變化的分子機制,發現了IP6K3在調控神經細胞遷移以及腦發育等方面的重要作用。

此研究是與約翰霍普金斯大學的Solomon H. Snyder教授合作共同完成的。

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