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.2000年11月2日；408(6808):106-11.
doi:10.1038/35040593。

组蛋白去乙酰化酶的信号依赖性核输出调节肌肉分化

T A麦肯锡 1, C L张, J Lu先生, E N奥尔森
附属公司

组蛋白去乙酰化酶的信号依赖性核输出调节肌肉分化

T A麦肯锡等。 自然. .

摘要

肌细胞增强因子-2（MEF2）转录因子家族成员与肌源性碱性螺旋-环-螺旋转录因子（如MyoD）相关，以激活骨骼肌发生。MEF2蛋白还与II类组蛋白脱乙酰化酶HDAC4和HDAC5相互作用，导致MEF2依赖基因的抑制。肌肉分化程序的执行需要从HDAC的抑制中释放MEF2，HDAC在成肌细胞和肌管中组成性表达。这里我们显示，当成肌细胞被触发分化时，HDAC5从细胞核穿梭到细胞质。钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶（CaMK）信号传导刺激肌生成并阻止MEF2-HDAC复合物的形成，还通过磷酸化这些转录阻遏物诱导HDAC4和HDAC5的核输出。缺乏两个CaMK磷酸化位点的HDAC5突变体对CaMK介导的核输出具有抵抗力，并且是骨骼肌发生的主要抑制剂，而细胞质HDAC5突变无法有效阻断肌肉分化程序。我们的结果强调了通过染色质重塑酶的信号和分化依赖性核输出进行转录调控的机制，并表明HDAC的核质转运参与了细胞分化的控制。

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数字

图1
图1
肌源性分化过程中HDAC5从细胞核穿梭到细胞质。生长介质中维持的未分化C2成肌细胞(一)细胞暴露于分化培养基中(b)，两个(c（c）)或四个(d日)用针对HDAC5 N末端的抗体和荧光素结合的二级抗体对天进行染色。我们注意到，HDAC5染色在未能分化为肌管的成肌细胞中主要为细胞核，而在相邻的肌管中主要为细胞质。肌管也用识别MEF2A和MEF2C的抗血清染色(e（电子）). 中的图像b和c（c）相对于一,d日和e（电子）以便在分化的早期阶段更好地显示细长细胞。
图2
图2
在表达活化形式的CaMK的细胞中，HDAC5被排除在细胞核之外。一,b，Cos细胞与编码标记HDAC5和Myc-标记MEF2C的表达载体共转染(一)或标记HDAC1或HDAC3(b)在没有或存在激活的CaMKI质粒的情况下。使用针对表位标签的抗体和荧光素结合（HDAC）和罗丹明结合（MEF2C）次级抗体，通过间接免疫荧光检测HDAC和MEF2C。c（c）Cos细胞与Myc-tagged HDAC5表达载体和所示MEF2活化剂的表位标记衍生物共转染。使用针对表位标签和罗丹明结合（HDAC5）和荧光素结合（效应器）次级抗体的抗体，通过间接免疫荧光分析细胞。对于共表达MEK5和ERK5的细胞显示ERK5染色。
图3
图3
CaMK信号刺激HDAC5的核输出。一在没有或存在活化CaMKI载体的情况下，用编码HDAC5的表达载体转染Cos细胞，HDAC5与GFP融合。在添加钩端霉素B（20 ng ml）之前和之后拍摄GFP阳性细胞−1)在指定的时间内将其放入介质中。b,c（c）用标记的HDAC5和活化的AKT、野生型PKA或野生型GSK-3β的表达载体转染Cos细胞(b)或标记的HDAC5缺失突变体(c（c）). HDAC5通过使用抗Flag抗体和荧光素结合二级抗体的间接免疫荧光检测。d日，用表达载体转染Cos细胞以表达所示的HDAC5–GFP融合蛋白。转染24小时后拍摄GFP阳性细胞照片。瘦霉素B（20 ng ml−1)在分析前8小时添加到HDAC5（767–921）–GFP表达细胞中。e（电子），HDAC5突变体在缺乏和存在活化CaMK的情况下的亚细胞分布。C、 细胞质；N、 核；N/C，全细胞；C⟩N，细胞质大于细胞核。（f），HDAC5图。
图4
图4
HDAC5中CaMK靶位点的鉴定。一，显示了HDAC5中六个在HDAC4中保守的共识CaMK位点。b，用编码所示HDAC的标记形式或激活的CaMKIV的标记衍生物的表达载体转染Cos细胞，并将标记蛋白免疫沉淀并并入体外磷酸化反应（见方法）。蛋白质通过SDS–PAGE溶解，转移到PVDF膜上，然后通过放射自显影术（上图）显示，然后使用抗标记抗体进行免疫印迹（下图）。c（c），Cos细胞与所示HDAC5点突变体的标记形式的表达载体和活化CaMKI的HA-标记衍生物的表达质粒共同转染。使用单克隆抗Flag抗体和针对HA标签的多克隆抗体通过双重免疫荧光分析细胞。数值表示HDAC5表现出细胞质染色的表达CaMKI的细胞的百分比。在d日，免疫荧光图像显示HDAC5（S259/498A）双突变体的CaMK反应性缺失。
图5
图5
HDAC5核输出对肌生成的调节。一在不存在或存在活化CaMKI质粒的情况下，将10T1/2成纤维细胞与MyoD和所示HDAC5蛋白的表达载体共转染。转染后2天将细胞转移到分化培养基中，再培养4天后用抗肌球蛋白抗体染色。相对肌源转化率表示HDAC转染子中肌球蛋白阳性细胞相对于单独表达MyoD的细胞的百分比（100表示每35mm培养皿约500个肌球蛋白阳性细胞）。数值表示至少两次实验的平均值±标准差。b，肌肉发生的信号依赖性调节模型。HDAC5通过抑制MEF2的转录活性来阻止肌肉分化。CaMK磷酸化HDAC5并刺激其核输出，释放MEF2与MyoD合作激活骨骼肌发生所需的基因。
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中的注释

  • 转录。监管机构的监管。
    Crabtree GR Stewart S。 Stewart S等人。 自然。2000年11月2日；408(6808):46-7. doi:10.1038/35040690。 自然。2000 PMID：11081497 没有可用的摘要。

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