FAK-Cas-Rac-ラメリポディンのシグナル伝達モジュールは細胞外マトリックス剛性を機械刺激感受性の細胞周期回転に変換する

Sci. Signal., 17 June 2014
Vol. 7, Issue 330, p. ra57
[DOI: 10.1126/scisignal.2004838]

Yong Ho Bae^1*, Keeley L. Mui¹, Bernadette Y. Hsu¹, Shu-Lin Liu¹, Alexandra Cretu¹, Ziba Razinia¹, Tina Xu¹, Ellen Puré², and Richard K. Assoian^1*

¹ Department of Pharmacology, Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania, Philadelphia, PA 19104, USA.
² Department of Animal Biology, School of Veterinary Medicine, University of Pennsylvania, Philadelphia, PA 19104, USA.

* Corresponding author. E-mail: yob@mail.med.upenn.edu (Y.H.B.); assoian@mail.med.upenn.edu (R.K.A.)

組織および細胞外マトリックス（ECM）の剛性は、細胞内部の剛性、シグナル伝達および細胞挙動の変化へと変換される。インテグリンおよびそれに関連する接着斑タンパク質の数種は、ECM剛性の感知に関与していることが知られている。われわれは、初期の感知イベントがどのようにして、細胞内の剛性および生物学的に解釈可能なシグナルに変換されるのかを検討した。われわれは、接着斑キナーゼ（FAK）、アダプタータンパク質p130Cas（Cas）、およびグアノシントリホスファターゼRacから構成される経路が、ECMの剛性を安定した細胞内部の剛性へと選択的に変換し、細胞周期タンパク質であるサイクリンD1の存在量を増加させ、S期開始を促進することを見いだした。Rac依存性の細胞内部の硬化には、その結合パートナーであるラメリポディン（細胞遊走の間にRacシグナルを細胞骨格に伝達するタンパク質）が関わっていた。われわれの所見から、FAK-Cas-Rac-ラメリポディンのシグナル伝達モジュールによる機械的シグナル伝達機構が、ECMの剛性によってコードされる細胞外情報を、安定した細胞内部の剛性および機械刺激感受性の細胞周期に変換していることが立証された。このように、ラメリポディンは細胞遊走の制御のみではなく、機械的シグナルに応じた細胞周期の調節にも重要である。

Y. H. Bae, K. L. Mui, B. Y. Hsu, S.-L. Liu, A. Cretu, Z. Razinia, T. Xu, E. Puré, R. K. Assoian, A FAK-Cas-Rac-Lamellipodin Signaling Module Transduces Extracellular Matrix Stiffness into Mechanosensitive Cell Cycling. Sci. Signal. 7, ra57 (2014).