ラット新生児心筋細胞において、糸状体性ネスチンと非筋肉性ミオシンIIBは移動性の表現型と関連している

Filamentous nestin and nonmuscle myosin IIB are associated with a migratory phenotype in neonatal rat cardiomyocytes.

• Alexandre Bergeron
• Andra Brezai
• Rami Shukr
• Louis Villeneuve
• Bruce G Allen
• Wasay M S Qureshi
• Kathryn E Hentges
• Angelino Calderone

抄録

心筋細胞の遊走は、ゼブラフィッシュの成体心臓やげっ歯類の新生児心臓では、心筋細胞の遊走に必要なイベントであり、心筋細胞の遊走は、心原性と再生反応に必要なイベントである。本研究では、新生児ラット心室心筋細胞（NNVMs）における中間フィラメント蛋白質ネスチンの出現が、一部では遊走表現型の獲得と関連しているという仮説を検証した。NNVMsを12,13-ジブチレート(PDBu)とp38α/βマイトジェン活性化プロテインキナーゼ阻害剤SB203580で共処理すると、ネスチンがde novoで合成されるようになった。この中間フィラメント蛋白質は、その後、フィラメント状に再編成され、細長い膜突起の先端に再分配され、NNVMsが大幅に長くなることがわかった。また、PDBu/SB203580を投与すると、非筋ミオシンIIB（NMIIB）の再編成が促進され、非筋ミオシンIIBは主に非筋ミオシンIIBの形質膜周辺に位置し、細長い膜突起の前縁にまで広がるフィラメント状の表現型へと再編成された。共沈法により、PDBu/SB203580処理後のNNVMsのNMIIBとネスチンとの物理的相互作用を明らかにした。野生型およびヘテロ接合型のNMIIB胚性心臓では、E11.5～E14.5日目に、コンパクトな心筋に垂直に伸びる心筋細胞の亜集団、新生トラベキュラーの前縁部、およびコンパクトな心筋の肥厚期にネスチン免疫反応性が確認された。NMIIBタンパク質の発現を欠いた変異体胚では、E14.5日目に心筋細胞において、海綿体の形成が減少し、コンパクトな心筋は著しく薄くなり、ネスチン免疫反応は検出されなかった。これらのデータは、NMIIBとネスチンが協調的に作用し、新生児および胚性心筋細胞における移動表現型の獲得を促進することを示唆している。

Cardiomyocyte migration represents a requisite event of cardiogenesis and the regenerative response of the injured adult zebrafish and neonatal rodent heart. The present study tested the hypothesis that the appearance of the intermediate filament protein nestin in neonatal rat ventricular cardiomyocytes (NNVMs) was associated in part with the acquisition of a migratory phenotype. The cotreatment of NNVMs with phorbol 12,13-dibutyrate (PDBu) and the p38α/β mitogen-activated protein kinase inhibitor SB203580 led to the de novo synthesis of nestin. The intermediate filament protein was subsequently reorganized into a filamentous pattern and redistributed to the leading edge of elongated membrane protrusions translating to significant lengthening of NNVMs. PDBu/SB203580 treatment concomitantly promoted the reorganization of nonmuscle myosin IIB (NMIIB) located predominantly at the periphery of the plasma membrane of NNVMs to a filamentous phenotype extending to the leading edge of elongated membrane protrusions. Coimmunoprecipitation assay revealed a physical interaction between NMIIB and nestin after PDBu/SB203580 treatment of NNVMs. In wild-type and heterozygous NMIIB embryonic hearts at E11.5-E14.5 days, nestin immunoreactivity was identified in a subpopulation of cardiomyocytes elongating perpendicular to the compact myocardium, at the leading edge of nascent trabeculae and during thickening of the compact myocardium. In mutant embryonic hearts lacking NMIIB protein expression, trabeculae formation was reduced, the compact myocardium significantly thinner and nestin immunoreactivity undetectable in cardiomyocytes at E14.5 days. These data suggest that NMIIB and nestin may act in a coordinated fashion to facilitate the acquisition of a migratory phenotype in neonatal and embryonic cardiomyocytes.

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