vWF の成熟と放出は、ワイベル-パラード小体の生合成の 2 つの調節因子であるエクソシストと BLOC-2 によって制御されています

vWF maturation and release are controlled by two regulators of Weibel-Palade body biogenesis: exocyst and BLOC-2.

• Anish Vaibhav Sharda
• Alexandra M Barr
• Joshua A Harrison
• Adrian R Wilkie
• Chao Fang
• Lourdes M Mendez
• Ionita C Ghiran
• Joseph E Italiano
• Robert Flaumenhaft

抄録

von Willebrand factor (vWF)は、内皮細胞で合成され、ワイベル・パラード小体（WPB）に貯蔵される必須の止血タンパク質です。WPBの生合成とエキソサイトーシスのメカニズムを理解することで、内因性vWFの治療的調節が可能になると考えられますが、vWFの放出を調節するための最適なターゲットはまだ確立されていません。本研究では、リソソーム関連オルガネラ-2（BLOC-2）が血小板高密度顆粒やメラノソームの生合成に関与していることから、BLOC-2依存性のエンドリソーム輸送がWPB生合成に必須であると考え、BLOC-2と相互作用するタンパク質の同定を試みました。その結果、BLOC-2を欠乏させると、エンドソームからの貨物輸送管の方向がずれ、エンドソームからの入力を欠いた未熟なWPBが得られた。BLOC-2の免疫沈降により、エキソシスト複合体が結合相手として同定された。エクソシスト複合体を枯渇させると、BLOC-2の枯渇が表現され、未熟なWPBが得られた。さらに、BLOC-2とエキソシストを枯渇させた内皮細胞からの未成熟WPBの再放出は、高分子量のvWFを欠いており、vWFの成熟にはBLOC-2/エキソシストを介したエンドソーム入力が重要であることが示された。しかし、BLOC-2とエキソシストはvWFの放出に全く異なる効果を示した。BLOC-2の枯渇はエキソサイトーシスを阻害したが、エキソシストの枯渇はWPBのエキソサイトーシスを増強し、クランプの役割を果たしていることを示した。また、内皮細胞を低分子のエクソシスト阻害剤Endosidin2に曝露すると、高分子量のvWFを含む成熟WPBの分泌が可逆的に増加した。これらの研究により、BLOC-2とエキソシストはWPBの形成に協力しているが、エキソシストのみがWPBの放出を抑制する役割を果たしていることが明らかになった。エクソシストの機能は、vWFの成熟と放出に分離可能であり、これを利用してvWFの放出を促進することが可能である。

von Willebrand factor (vWF) is an essential hemostatic protein that is synthesized in endothelial cells and stored in Weibel-Palade bodies (WPBs). Understanding the mechanisms underlying WPB biogenesis and exocytosis could enable therapeutic modulation of endogenous vWF, yet optimal targets for modulating vWF release have not been established. Since biogenesis of lysosomal related organelle-2 (BLOC-2) functions in the biogenesis of platelet dense granules and melanosomes, which like WPBs are lysosome-related organelles (LROs), we hypothesized that BLOC-2-dependent endolysosomal trafficking is essential for WPB biogenesis and sought to identify BLOC-2 interacting proteins. Depletion of BLOC-2 caused misdirection of cargo-carrying transport tubules from endosomes, resulting in immature WPBs that lack endosomal input. Immunoprecipitation of BLOC-2 identified the exocyst complex as a binding partner. Depletion of the exocyst complex phenocopied BLOC-2 depletion, resulting in immature WPBs. Furthermore, releasates of immature WPBs from either BLOC-2 or exocyst-depleted endothelial cells lacked high-molecular weight forms of vWF, demonstrating the importance of BLOC-2/exocyst-mediated endosomal input during vWF maturation. Yet BLOC-2 and exocyst showed very different effects on vWF release. While BLOC-2 depletion impaired exocytosis, exocyst depletion augmented WPB exocytosis, indicating that it acts as a clamp. Exposure of endothelial cells to a small molecule inhibitor of exocyst, Endosidin2, reversibly augmented secretion of mature WPBs containing high molecular weight forms of vWF. These studies show that while BLOC-2 and exocyst cooperate in WPB formation, only exocyst serves to clamp WPB release. Exocyst function in vWF maturation and release are separable, a feature that can be exploited to enhance vWF release.

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