GARPおよびEARP複合体のVps52サブユニットは、海馬ニューロンのニューライト伸長をネガティブに制御する新規なArf6相互作用タンパク質であることが示唆された

The Vps52 subunit of the GARP and EARP complexes is a novel Arf6-interacting protein that negatively regulates neurite outgrowth of hippocampal neurons.

• Kanta Ibuchi
• Masahiro Fukaya
• Tetsuro Shinohara
• Yoshinobu Hara
• Tomoko Shiroshima
• Takeyuki Sugawara
• Hiroyuki Sakagami

抄録

ADP リボシル化因子 6 (Arf6) は、エンドソーム輸送やアクチンリモデリングを介して神経細胞の形態形成に関与する小型の GTP 結合タンパク質である。本研究では、ゴルジ体関連逆行性タンパク質（GARP）とエンドソーム関連リサイクルタンパク質（EARP）の複合体のコアサブユニットであるVps52を、新規なArf6結合タンパク質として酵母の2ハイブリッ ドスクリーニングにより同定しました。Vps52は、Arfファミリーの中でも特にGTP結合型Arf6と特異的に相互作用した。海馬錐体細胞の免疫組織化学的解析を行ったところ、Vps52の微細なパンクテート免疫標識は神経細胞の区画全体に分布しており、細胞体と樹状突起軸に最も密に分布しており、ゴルジ網と小胞性内膜に大きく関連していることがわかった。培養海馬ニューロンでは、Vps52をノックダウンすると軸索と樹状突起の全長が増加した。しかし、Arf6と相互作用する能力を欠くVps52変異体を共発現させると、樹状突起長のVps52ノックダウン表現型のみが回復した。本研究の結果、Vps52はArf6と相互作用する新規なタンパク質であり、海馬ニューロンにおけるニューロンの伸長を制御していることが示唆された。

ADP ribosylation factor 6 (Arf6) is a small GTP-binding protein implicated in neuronal morphogenesis through endosomal trafficking and actin remodeling. In this study, we identified Vps52, a core subunit of the Golgi-associated retrograde protein (GARP) and endosome-associated recycling protein (EARP) complexes, as a novel Arf6-binding protein by yeast two-hybrid screening. Vps52 interacted specifically with GTP-bound Arf6 among the Arf family. Immunohistochemical analyses of hippocampal pyramidal cells revealed that fine punctate immunolabeling for Vps52 was distributed throughout neuronal compartments, most densely in the cell body and dendritic shafts, and was largely associated with trans-Golgi network and vesicular endomembranes. In cultured hippocampal neurons, knockdown of Vps52 increased total length of axons and dendrites; these phenotypes were completely restored by co-expression of shRNA-resistant full-length Vps52. However, co-expression of a Vps52 mutant lacking the ability to interact with Arf6 restored only the Vps52-knockdown phenotype of the dendritic length. The present findings suggest that Vps52 is a novel Arf6-interacting protein that regulates neurite outgrowth in hippocampal neurons.

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