ErbB4-reseptorin JM-a CYT1 - ja JM-a CYT2 -alamuotojen yhteissignalointi

Abstract

ErbB-reseptorityrosiinikinaasien geeniperhe koostuu neljästä solukalvon reseptorista: EGFR, ErbB2, ErbB3 ja ErbB4. ErbB-reseptorit välittävät EGF:n kaltaisten ligandien signaaleja soluun säädellen näin solun erilaistumista, kasvua ja solun selviytymistä.

ERBB4-geenistä transkriptoituu neljä toiminnallisesti erilaista alamuotoa, jotka tuottuvat lähetti-RNA:n vaihtoehtoisesta silmukoinnista. Alamuodot jaetaan jukstamembraanisosansa (JM) perusteella JM-a- ja JM-b-alamuotoihin sekä solunsisäisen osansa (CYT) perusteella CYT1- ja CYT2-alamuotoihin. CYT1-alamuodossa on 16 aminohapon pituinen sekvenssi, joka puuttuu CYT2-alamuodosta. Tällä spesifisellä sekvenssillä ovat sekä PPXY- että YXXM-motiivit. PPXY-motiiviin voi muun muassa sitoutua ubikitiiniligaasi Itch WW-domeenin välityksellä, jolloin ErbB4-reseptori ohjautuu proteasomiin hajotettavaksi. YXXM-motiiviin voi sitoutua SH2-domeenin välityksellä PI3K-signaalitien soviteproteiini, mikä edistää solujen kasvua ja selviytymistä.

Solut ilmentävät aina sekä JM-a CYT1 - että JM-a CYT2 -alamuotoja. Tähän astisissa tutkimuksissa alamuotoja on tutkittu erikseen lähes poikkeuksetta tai ErbB4-reseptorin toimintaa on tutkittu selvittämättä alamuotoja, vaikka tutkitusti on todistettu alamuodoilla olevan toiminnallisia eroja.

Tässä erikoistyössä on tutkittu ErbB4-reseptorien JM-a CYT1 - ja JM-a CYT2 -alamuotojen signalointia heterodimeerina ja verrattu sitä siihen, miten alamuodot signaloivat monomeereina. Työssä on käytetty koemallina interleukiini-3-riippuvaista Ba/F3-solulinjaa, jossa ei ilmene endogeenisesti ErbB-reseptoreita. Kokeissa on käytetty niin villityypin CYT-alamuotoja kuin CYT1-mutantteja, joiden PPXY- ja YXXM-motiivit on mutatoitu. Näin on voitu tutkia PI3K-signaatien ja ubikitinaation vaikutusta signaloimiseen. MTT-kokeella on mitattu ErbB4-reseptoria ilmentävien solujen kasvua ja selviytymistä olosuhteissa, joissa niitä on stimuloitu ErbB4-reseptorin neureguliini-1-ligandilla. ErbB4-reseptorin, PI3K/Akt-, Erk- ja mTOR-signaloinnin aktiivisuutta on analysoitu Western-analyysillä.

MTT-kokeiden tuloksista selviää se, että heterodimeeri edisti solujen kasvua, kun taas monomeereja ilmentävät solut eivät lähteneet kasvamaan tai lähtivät kasvamaan paljon myöhemmissä aikapisteissä. Mutaatiokokeiden tulokset viittasivat siihen, että CYT1-alamuodon signalointi riippuu osittain siitä, miten WW-domeenilliset proteiinit pystyvät sitoutumaan CYT1-alamuodon spesifiseen PPXY-motiiviin. Tulosten valossa näyttää siltä, että ErbB4-reseptorin alamuotojen aikaansaama yhteissignalointi eroaa soluissa erillään ilmennettyjen alamuotojen signaloinnista.