ルシフェラーゼ相補性に基づくレポーターによるNotch活性のリアルタイムイメージング

Sci. Signal., 12 July 2011
Vol. 4, Issue 181, p. rs7
[DOI: 10.1126/scisignal.2001656]

Ma. Xenia G. Ilagan^1*, Sora Lim¹, Mary Fulbright¹, David Piwnica-Worms^1,2,3, and Raphael Kopan^1,3*

¹ Department of Developmental Biology, Washington University School of Medicine, St. Louis, MO 63110, USA.
² Molecular Imaging Center, Mallinckrodt Institute of Radiology, Washington University School of Medicine, St. Louis, MO 63110, USA.
³ BRIGHT Institute, Washington University School of Medicine, St. Louis, MO 63110, USA.

* To whom correspondence should be addressed. E-mail: ilaganmg@wustl.edu (M.X.G.I.);kopan@wustl.edu (R.K.)

要約：Notchシグナル伝達は発生の際や成熟組織の再生の際に多くの細胞過程を調節する。リガンドが結合すると、Notch受容体ではエクトドメインの分断が起き、次にγ-セレクレターゼの仲介によってNotch細胞内ドメイン（NICD）が遊離する。NICDは核内に移行し、DNA結合タンパクCSL[CBF1/RBPjκ/Su(H)/Lag1]と会合して遺伝子発現を活性化する。動物細胞には重複性と特異性の両方の活性を持つ4つのNotch受容体がある。特定のNotchパラログの活性を生細胞においてリアルタイムでモニターするために、われわれは、NICD-CSL会合に対するルシフェラーゼ相補性イメージング（LSI）レポーターを開発し、構造-機能解析や薬力学的な解析が可能な特異的かつ頑強で高感度のアッセイシステムであることを検証した。アゴニスト依存性、リガンド依存性活性と同様に、核移行や、γ-セレクターゼとADAMメタロプロテアーゼの活性の阻害を含めたNotchシグナル伝達の様々な機構面の詳細な動的解析が生細胞で行われた。これらの実験は、Notch-LCIがNotchシグナル伝達を標的とする調節因子の特徴を調べ、正常な状態あるいは病気の状態における経路の動態を研究する上で効果的な手法であることを示した。

M. X. G. Ilagan, S. Lim, M. Fulbright, D. Piwnica-Worms, R. Kopan, Real-Time Imaging of Notch Activation with a Luciferase Complementation-Based Reporter. Sci. Signal. 4, rs7 (2011).