ヘッジホッグ受容体シグナル伝達における繊毛輸送の役割

Sci. Signal., 2 June 2015
Vol. 8, Issue 379, p. ra55
DOI: 10.1126/scisignal.aaa5622

Jynho Kim^1,2, Elaine Y. C. Hsia³, Amira Brigui⁴, Anne Plessis⁴, Philip A. Beachy^1,2,*, and Xiaoyan Zheng^1,3,*

¹ Departments of Biochemistry and Developmental Biology, Institute for Stem Cell Biology and Regenerative Medicine, Stanford University School of Medicine, Stanford, CA 94305, USA.
² Howard Hughes Medical Institute, Stanford University School of Medicine, Stanford, CA 94305, USA.
³ Department of Anatomy and Regenerative Biology, George Washington University School of Medicine and Health Sciences, Washington, DC 20037, USA.
⁴ Institut Jacques Monod, CNRS, UMR 7592, Université Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité, F-75205 Paris, France.

* Corresponding author. E-mail: pbeachy@stanford.edu (P.A.B.); xzheng@gwu.edu (X.Z.)

要約  一次繊毛の生合成または一次繊毛を介した輸送の異常は、ヘッジホッグタンパク質シグナル伝達に影響を及ぼし、多くのヘッジホッグ経路成分は繊毛を介して行き来するか、繊毛内に蓄積する。ヘッジホッグ受容体Patchedは、ヘッジホッグシグナル伝達に必須の7回膜貫通タンパク質Smoothenedの活性および繊毛蓄積を負に調節する。われわれは、このSmoothenedの負の調節には、Patchedの細胞質尾部または異種繊毛局在化シグナルの提示によって規定されるPatchedの繊毛局在化が必要であることを明らかにした。ヘッジホッグ結合が繊毛からのPatchedの排出を促進することを考えると驚くべきことであるが、繊毛内にとどまっている変形Patchedがヘッジホッグに反応し、その結果、Smoothenedの活性化が生じた。本研究の結果から、Patchedの繊毛局在化はSmoothened活性化の抑制に必須である一方、Smoothened活性化を可能にする初期事象はヘッジホッグとPatchedの結合であり、繊毛からのPatchedの除去は二次的な事象であることが明らかになった。

J. Kim, E. Y. C. Hsia, A. Brigui, A. Plessis, P. A. Beachy, and X. Zheng, The role of ciliary trafficking in Hedgehog receptor signaling. Sci. Signal. 8, ra55 (2015).