プロテインキナーゼCの阻害は巨核細胞の分化を抑制し、HEL細胞では赤血球の分化を促進することが示唆された

Inhibition of protein kinase C suppresses megakaryocytic differentiation and stimulates erythroid differentiation in HEL cells.

• Y Hong
• J F Martin
• W Vainchenker
• J D Erusalimsky

抄録

プロテインキナーゼC（PKC）の高選択的阻害剤であるビスインドリルマレイミドGF109203X（2-[1-(3-ジメチルアミノプロピル)-1H-インドール-3-イル]-3-(1H-インドール-3-イル)-マレイミド）を用いて、HEL細胞のホルボルエステル誘発巨核球分化におけるこの酵素の役割を試験した。これらの細胞を10 nmol/Lのホルボ ール12-ミリスチン酸13-酢酸エステル（PMA）で3日間処理したところ、増殖が完全に抑制され、巨核細胞分化のマーカーである糖タンパク質（GP）IIIaの表面発現が3倍に増加した。同様の効果は、ホルボル12,13-ジブチレートで観察されたが、生物学的に不活性な誘導体PMA-4-O-メチルエーテルでは観察されなかった。GPIIIa 発現の PMA 誘導増加は、GF109203X によって用量依存的に完全に阻害された（IC50 = 0.5 mumol/L）が、最大効果は 2.5～5.0 mumol/L であった。GF109203Xはまた、細胞増殖に対するPMAの阻害効果をブロックし、47-KD PKC基質であるプレックストリンのPMA刺激リン酸化を阻害した。HEL細胞を25 mumol/Lヘミンで3日間インキュベートすると、赤血球分化マーカーであるグリコフォリンAの発現が4倍から5倍に増加した。GF109203XのGPIIIa発現抑制効果とは対照的に、ヘミンによるグリコフォリンAの誘導は、本化合物によって増強された。さらに、GF109203X単独では、グリコフォリンA発現の用量依存的な増加を引き起こし、ヘモグロビン化を誘導した。これらの変化と一致するように、ノーザンブロット解析を行ったところ、GF109203X 投与により、GPIIb mRNA の定常状態レベルが低下し、グリコフォリン A およびガンマグロビンのレベルが上昇することが明らかになった。これらの結果は、PKC が赤血球/巨核球分化を制御する発生スイッチとして作用している可能性を示唆している。

The bisindolylmaleimide, GF109203X (2-[1-(3-dimethylaminopropyl)-1H-indol-3-yl]-3-(1H-indol-3-yl)-maleimide ), a highly selective inhibitor of protein kinase C (PKC), was used to test the role of this enzyme in phorbol ester-induced megakaryocytic differentiation of HEL cells. Treatment of these cells with 10 nmol/L phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) for 3 days caused a complete inhibition of proliferation and a threefold increase in the surface expression of glycoprotein (GP) IIIa, a marker of megakaryocytic differentiation that forms part of the fibrinogen receptor complex, GPIIb/IIIa. A similar effect was observed with phorbol 12,13-dibutyrate, but not with the biologically inactive derivative PMA-4-O-methyl ether. The PMA-induced increase in GPIIIa expression was completely inhibited by GF109203X in a dose-dependent manner (IC50 = 0.5 mumol/L), with a maximal effect at 2.5 to 5.0 mumol/L. GF109203X also blocked the inhibitory effect of PMA on cell growth and inhibited PMA-stimulated phosphorylation of the 47-kD PKC substrate, pleckstrin. Incubation of HEL cells with 25 mumol/L hemin for 3 days caused a fourfold to fivefold increase in expression of the erythroid differentiation marker, glycophorin A. In contrast to the inhibitory effect of GF109203X on GPIIIa expression, hemin induction of glycophorin A was enhanced by this compound. Furthermore, GF109203X alone caused a dose-dependent increase in glycophorin A expression, and induced hemoglobinization. Consistent with these changes, Northern blot analysis revealed that GF109203X treatment reduced the steady-state level of GPIIb mRNA and increased those for glycophorin A and gamma-globin. These results suggest that PKC may act as a developmental switch controlling erythroid/megakaryocytic differentiation.