• ホーム
  • LRRK2によるAP2M1リン酸化サイクルの調節異常はエンドサイトーシスを阻害し、ドパミン神経変性を誘発する

LRRK2によるAP2M1リン酸化サイクルの調節異常はエンドサイトーシスを阻害し、ドパミン神経変性を誘発する

Dysregulation of the AP2M1 phosphorylation cycle by LRRK2 impairs endocytosis and leads to dopaminergic neurodegeneration

Research Article

Science Signaling 27 Jul 2021:
Vol. 14, Issue 693, eabg3555
DOI: 10.1126/scisignal.abg3555

Qinfang Liu1,2, Judith Bautista-Gomez3, Daniel A. Higgins3, Jianzhong Yu2,4*, Yulan Xiong1,2*

  1. 1 Department of Neuroscience, University of Connecticut School of Medicine, Farmington, CT 06030, USA.
  2. 2 Department of Anatomy and Physiology, Kansas State University College of Veterinary Medicine, Manhattan, KS 66506, USA.
  3. 3 Department of Chemistry, Kansas State University, Manhattan, KS 66506, USA.
  4. 4Department of Physiology and Neurobiology, University of Connecticut, Storrs, CT 06269, USA.

* Corresponding author. Email: yxiong@uchc.edu (Y.X.); jianzhong.yu@uconn.edu (J.Y.)

要約

キナーゼLRRK2の変異とエンドサイトーシス輸送の障害はいずれもパーキンソン病(PD)の発症機序と関連している。マウスのドパミン作動性ニューロンにおけるPD関連LRRK2変異の発現は、クラスリン介在性エンドサイトーシス輸送を阻害することが明らかになっている。本稿でわれわれは、LRRK2とエンドサイトーシスとを関連付けている分子機構を調べ、LRRK2が、クラスリン介在性エンドサイトーシス装置のコア要素であるアダプタータンパク質AP2(AP2M1)のµ2サブユニットと結合し、これをリン酸化することを明らかにした。ヒトSH-SY5Y細胞およびマウスのニューロンと組織の解析から、LRRK2の存在量またはキナーゼ機能の喪失により、クラスリン被覆小胞(CCV)の初期形成に必要なAP2M1のリン酸化が低下することが明らかとなった。一方、LRRK2の過剰発現またはパーキンソン病と関連する機能獲得型変異LRRK2(G2019S)の発現は、後期におけるCCVからのAP2M1の脱被覆を阻害し、新たなCCV形成サイクルを阻止した。このように、適切なエンドサイトーシスが確実に行われるためには、LRRK2の存在量と活性が調整される必要がある。LRRK2ノックアウトマウスおよびG2019Sノックインマウスにおいて、脳のAP2M1リン酸化は制御不能であったが、甲状腺組織におけるAP2M1リン酸化制御は正常であった。このことは、エンドサイトーシスに組織特異的な制御機構があることを示唆している。さらにわれわれは、ショウジョウバエのPDモデルにおいて、AP2M1のLRRK2依存的リン酸化がドパミン神経変性を媒介していたことを明らかにした。まとめるとこれらの知見は、PDの発症機序におけるLRRK2、AP2およびエンドサイトーシスの機構的関連性を提示している。

Citation: Q. Liu, J. Bautista-Gomez, D. A. Higgins, J. Yu, Y. Xiong, Dysregulation of the AP2M1 phosphorylation cycle by LRRK2 impairs endocytosis and leads to dopaminergic neurodegeneration. Sci. Signal. 14, eabg3555 (2021).

英文原文をご覧になりたい方はScience Signaling オリジナルサイトをご覧下さい

英語原文を見る

2021年7月27日号

Editors' Choice

免疫療法のライフライン

Research Article

RGS10の変異と関連する低身長および複合免疫不全

LRRK2によるAP2M1リン酸化サイクルの調節異常はエンドサイトーシスを阻害し、ドパミン神経変性を誘発する

最新のResearch Article記事

2026年07月28日号

ADARによるA-to-I RNA編集の低下はPumilioを介したMAPKシグナル伝達の阻害を破綻させ腸管幹細胞の老化を促進する

2026年07月21日号

がんにおけるNDRG1の発現はDNA損傷修復への依存性とキナクリン(quinacrine)に対する感受性をもたらす

2026年07月21日号

治療効果と副作用の低減が見込まれる新規サイケデリックのキパジン(quipazine)誘導体の設計

2026年07月14日号

E3リガーゼTRIM13はSTIM1量およびIRE1α依存性小胞体ストレス応答を低下させることによりLPS誘導性炎症を抑制する

2026年07月14日号

グリセロール3-リン酸がmTORC1のGATOR2依存性制御を通じて脂質代謝を活性化する