【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
发布时间: 2019-03-19

天津医科大学基础医学院付成来教授课题组最近报道了IP6K3/5-IP7在细胞移动前缘促进黏着斑的动态变化的分子机制,并揭示了IP6K3在调控神经细胞迁移和脑发育中的重要作用。相关研究成果于20192月在线发表在权威期刊《Proc Natl Acad Sci U S A. 》,题目为“Inositol hexakisphosphate kinase 3 promotes focal adhesion turnover via interactions with dynein intermediate chain 2”

细胞表达IP6K家族的三个蛋白(IP6K1IP6K2IP6K3),其产物相同(皆是5-IP7),然而不同的IP6Ks的细胞生物学功能各异。因此,IP6Ks在细胞内的定位可能对其功能起到决定性的作用。细胞通过黏着斑与细胞外基质相互接触,细胞在移动的过程中黏着斑不断的聚合和解聚合(类似于细胞的脚印),黏着斑的动态变化是细胞运动的基础。黏着斑是由多种蛋白组成的复合体,其蛋白组成包括黏着斑激酶(FAK)、vinculinpaxillinα-actinin等等。黏着斑的动态变化主要受FAK的调节,而FAK的磷酸化是调节FAK活性的关键步骤。因此,FAK的磷酸化异常会影响细胞的移动,导致神经系统发育异常。付成来教授课题组发现IP6K3在细胞膜上高表达,并且在细胞膜上IP6K3与动力蛋白dynein intermediate chain 2DIC2)相互结合。IP6K3的产物5-IP7促进DIC2转移到细胞移动前缘的细胞膜上,在此过程中DIC2IP6K3携带至细胞膜上。因此,两者在细胞膜上的定位彼此依赖。在细胞移动的前缘,IP6K3通过其产物5-IP7促进FAK的磷酸化,并以此促进细胞移动前缘的黏着斑的动态变化。敲除IP6K3导致FAK磷酸化程度降低,减缓细胞移动前缘的黏着斑的动态变化,阻碍细胞的正常移动。通过动物实验,观察到IP6K3敲除的神经细胞迁移缓慢、树突伸展迟缓、脑发育畸形。

本研究提出了IP6Ks在细胞内的定位决定其功能的假说,阐明了IP6K3通过与dynein intermediate chain 2 相互作用来调节黏着斑动态变化的分子机制,发现了IP6K3在调控神经细胞迁移以及脑发育等方面的重要作用。

此研究是与约翰霍普金斯大学的Solomon H. Snyder教授合作共同完成的。

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