ヒト気道平滑筋におけるGPCRシグナル伝達と機能のNHERF1制御の特異性

Specificity of NHERF1 regulation of GPCR signaling and function in human airway smooth muscle.

• Tonio Pera
• Eric Tompkins
• Michael Katz
• Bin Wang
• Deepak A Deshpande
• Edward J Weinman
• Raymond B Penn

抄録

Na/H交換体調節因子1 (NHERF1; エズリン-ラジキシン-メシン結合ホスホタンパク質50としても知られている) は、シグナル伝達複合体および細胞骨格-細胞質膜相互作用のための足場として機能するPSD-95、円板大、帯状閉塞性-1アダプターです。NHERF1は上皮細胞におけるβ-2アドレナリン受容体（βAR）を介した嚢胞性線維症膜貫通コンダクタンスレギュレーター（CFTR）の活性化に重要な役割を果たしており、NHERF1は内在化したβARの細胞膜へのリサイクルを仲介することが提案されている。本研究では、気道平滑筋（ASM）におけるcAMPを介したシグナル伝達と免疫調節機能の調節におけるNHERF1の役割を評価した。NHERF1をノックダウンすると、イソプロテレノール（ISO）、プロスタグランジンE（PGE）、フォルスコリン（FSK）による（プロテインキナーゼA）phospho-vasodilator-stimulated phosphoprotein（p-VASP）の誘導、およびp-heat shock protein 20の誘導が、ISOとFSKによる4時間の刺激後に減衰した。NHERF1のノックダウンは、cAMP媒介ホスホジエステラーゼ4D（PDE4D）遺伝子発現、phospho-cAMP応答エレメント結合タンパク質（p-CREB）、cAMP応答エレメント（CRE）-Luc、PDGF誘導サイクリンD1発現に影響を与えることなく、ISO、PGE、FSK誘導性IL-6遺伝子発現とサイトカイン産生を完全に阻害した。興味深いことに、NHERF1のノックダウンは、転写因子CCAAT-enhancer-binding protein-β（c/EBPβ）のISO誘導性クロマチン結合を阻害した。本研究におけるcAMP誘発シグナル伝達と遺伝子発現の差異制御は、ASMにおけるcAMPシグナル伝達のコンパートメンテーションにおけるNHERF1の役割を示唆している。

Na/H exchanger regulatory factor 1 (NHERF1; also known as ezrin-radixin-moesin-binding phosphoprotein 50) is a PSD-95, disc large, zona occludens-1 adapter that acts as a scaffold for signaling complexes and cytoskeletal-plasma membrane interactions. NHERF1 is crucial to β-2-adrenoceptor (βAR)-mediated activation of cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) in epithelial cells, and NHERF1 has been proposed to mediate the recycling of internalized βAR back to the cell membrane. In the current study, we assessed the role of NHERF1 in regulating cAMP-mediated signaling and immunomodulatory functions in airway smooth muscle (ASM). NHERF1 knockdown attenuated the induction of (protein kinase A) phospho-vasodilator-stimulated phosphoprotein (p-VASP) by isoproterenol (ISO), prostaglandin E (PGE), or forskolin (FSK) as well as the induction of p-heat shock protein 20 after 4 h of stimulation with ISO and FSK. NHERF1 knockdown fully abrogated the ISO-, PGE-, and FSK-induced IL-6 gene expression and cytokine production without affecting cAMP-mediated phosphodiesterase 4D (PDE4D) gene expression, phospho-cAMP response element-binding protein (p-CREB), and cAMP response element (CRE)-Luc, or PDGF-induced cyclin D1 expression. Interestingly, NHERF1 knockdown prevented ISO-induced chromatin-binding of the transcription factor CCAAT-enhancer-binding protein-β (c/EBPβ). c/EBPβ knockdown almost completely abrogated the cAMP-mediated IL-6 but not PDE4D gene expression. The differential regulation of cAMP-induced signaling and gene expression in our study indicates a role for NHERF1 in the compartmentalization of cAMP signaling in ASM.-Pera, T., Tompkins, E., Katz, M., Wang, B., Deshpande, D. A., Weinman, E. J., Penn, R. B. Specificity of NHERF1 regulation of GPCR signaling and function in human airway smooth muscle.