プレオトロピンは血管内皮増殖因子受容体2に選択的に結合し、αβインテグリンの発現に依存して細胞移動を阻害または刺激する

Pleiotrophin selectively binds to vascular endothelial growth factor receptor 2 and inhibits or stimulates cell migration depending on αβ integrin expression.

• Margarita Lamprou
• Pinelopi Kastana
• Fani Kofina
• Ηaralampos Tzoupis
• Spyridoula Barmpoutsi
• Md Sanaullah Sajib
• Marina Koutsioumpa
• Evangelia Poimenidi
• Aikaterini A Zompra
• Dimitrios Tassopoulos
• Effrosyni Choleva
• Theodore Tselios
• Constantinos M Mikelis
• Evangelia Papadimitriou

抄録

プレオトロフィン（PTN）は、αβインテグリンを介して内皮細胞の遊走を適度に刺激する一方、血管内皮増殖因子A（VEGFA）の刺激を減少させ、αβが存在しない場合には未知の機序で細胞遊走を阻害することが知られている。本研究では、PTNがVEGF受容体2型(VEGFR2)に11.6nMのKで結合することを実験的に明らかにした。分子動力学的アプローチにより、PTNはそのN末端ドメインを介してVEGFAと同じVEGFR2領域に結合していることが示唆された。PTNはTyr1175でのVEGFR2のリン酸化を阻害し、選択的VEGFR2チロシンキナーゼ阻害剤の存在下でも内皮細胞の遊走を刺激する。siRNAまたはリガンド結合VEGFR2ドメインに結合する抗VEGFR2抗体によるVEGFR2ダウンレギュレーションもまた、内皮細胞遊走を誘導し、これは、αβまたはαβに結合し、かつPTN結合を阻害するペプチドPTNに対する機能阻害抗体によって廃止される。αβを発現しない細胞では、PTNはVEGFR2依存的な方法でVEGFR2のTyr1175リン酸化および細胞移動の両方を減少させる。我々のデータは、PTNによる細胞移動の調節に関与する新規なPTN受容体としてVEGFR2を同定し、VEGFR2とαβの相互作用を介した内皮細胞移動の活性化機構の解明に貢献している。

Pleiotrophin (PTN) has a moderate stimulatory effect on endothelial cell migration through αβ integrin, while it decreases the stimulatory effect of vascular endothelial growth factor A (VEGFA) and inhibits cell migration in the absence of αβ through unknown mechanism(s). In the present work, by using a multitude of experimental approaches, we show that PTN binds to VEGF receptor type 2 (VEGFR2) with a K of 11.6 nM. Molecular dynamics approach suggests that PTN binds to the same VEGFR2 region with VEGFA through its N-terminal domain. PTN inhibits phosphorylation of VEGFR2 at Tyr1175 and still stimulates endothelial cell migration in the presence of a selective VEGFR2 tyrosine kinase inhibitor. VEGFR2 downregulation by siRNA or an anti-VEGFR2 antibody that binds to the ligand-binding VEGFR2 domain also induce endothelial cell migration, which is abolished by a function-blocking antibody against αβ or the peptide PTN that binds αβ and inhibits PTN binding. In cells that do not express αβ, PTN decreases both VEGFR2 Tyr1175 phosphorylation and cell migration in a VEGFR2-dependent manner. Collectively, our data identify VEGFR2 as a novel PTN receptor involved in the regulation of cell migration by PTN and contribute to the elucidation of the mechanism of activation of endothelial cell migration through the interplay between VEGFR2 and αβ.