選択的Gタンパク質共役型受容体（GPCR）脱感作による血小板活性化の制御におけるGRK6の役割

Role of GRK6 in the Regulation of Platelet Activation through Selective G Protein-Coupled Receptor (GPCR) Desensitization.

• Preeti Kumari Chaudhary
• Sanggu Kim
• Youngheun Jee
• Seung-Hun Lee
• Kyung-Mee Park
• Soochong Kim

抄録

血小板 G タンパク質共役型受容体（GPCR）は、アデノシン二リン酸（ADP）、トロンボキサン A、トロンビンなどの様々なアゴニストに対する応答を媒介することにより、血小板機能を制御している。GPCR キナーゼ（GRKs）は、ほとんどの GPCR 機能において重要な役割を果たしていると考えられているが、血小板における GPCR シグナルの制御や GRKs による GPCR 脱感作のメカニズムについては、ほとんど知られていない。本研究では、GRK6 の機能的役割と、GRK6 による血小板中の特異的 GPCR 脱感作の分子基盤を明らかにした。GRK6ノックアウトマウスを用いて、血小板活性化におけるGRK6の機能的役割を評価した。その結果、2-MeSADP、U46619、トロンビン、AYPGKF によって誘導される血小板凝集、密・-顆粒分泌、フィブリノーゲン受容体活性化は、野生型（WT）血小板と比較して GRK6 血小板で有意に増強された。しかし、コラーゲン関連ペプチド（CRP）誘発血小板凝集および分泌は、GRK6血小板では影響を受けなかった。興味深いことに、GRK6 血小板では、セロトニンとエピネフリンの共刺激によって誘導された血小板凝集は、それぞれ G 共役 5HT および G 共役アドレナリン受容体を活性化するが、GRK6 血小板では影響を受けなかった。さらに、GRK6血小板では、ADPおよびAYPGKFの2回目の挑戦に対する血小板凝集が回復したが、WT血小板ではアゴニストの再刺激は凝集を誘発しなかったことから、GRK6がP2Y、P2YおよびPAR4受容体の脱感作に寄与していることが示唆された。さらに、GRK6マウスでは、2-MeSADP誘導性のAktリン酸化、AYPGKF誘導性のAkt、細胞外シグナル関連キナーゼ（ERK）、プロテインキナーゼCδ（PKC）リン酸化が有意に増強された。最後に、GRK6マウスでは、FeClによる頸動脈損傷後の血栓形成が促進され、安定した血栓形成を示し、尾部出血時間が短縮されたことから、GRK6マウスは血栓症や止血に対してより感受性が高いことが示唆された。GRK6は選択的GPCR脱感作を介して血小板機能応答と血栓形成を調節する重要な役割を果たしていると結論した。

Platelet G protein-coupled receptors (GPCRs) regulate platelet function by mediating the response to various agonists, including adenosine diphosphate (ADP), thromboxane A, and thrombin. Although GPCR kinases (GRKs) are considered to have the crucial roles in most GPCR functions, little is known regarding the regulation of GPCR signaling and mechanisms of GPCR desensitization by GRKs in platelets. In this study, we investigated the functional role of GRK6 and the molecular basis for regulation of specific GPCR desensitization by GRK6 in platelets. We used GRK6 knockout mice to evaluate the functional role of GRK6 in platelet activation. Platelet aggregation, dense- and -granule secretion, and fibrinogen receptor activation induced by 2-MeSADP, U46619, thrombin, and AYPGKF were significantly potentiated in GRK6 platelets compared to the wild-type (WT) platelets. However, collagen-related peptide (CRP)-induced platelet aggregation and secretion were not affected in GRK6 platelets. Interestingly, platelet aggregation induced by co-stimulation of serotonin and epinephrine which activate G-coupled 5HT and G-coupled adrenergic receptors, respectively, was not affected in GRK6 platelets, suggesting that GRK6 was involved in specific GPCR regulation. In addition, platelet aggregation in response to the second challenge of ADP and AYPGKF was restored in GRK6 platelets whereas re-stimulation of the agonist failed to induce aggregation in WT platelets, indicating that GRK6 contributed to P2Y, P2Y, and PAR4 receptor desensitization. Furthermore, 2-MeSADP-induced Akt phosphorylation and AYPGKF-induced Akt, extracellular signal-related kinase (ERK), and protein kinase Cδ (PKC) phosphorylation were significantly potentiated in GRK6 platelets. Finally, GRK6 mice exhibited an enhanced and stable thrombus formation after FeCl injury to the carotid artery and shorter tail bleeding times, indicating that GRK6 mice were more susceptible to thrombosis and hemostasis. We conclude that GRK6 plays an important role in regulating platelet functional responses and thrombus formation through selective GPCR desensitization.