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.2022年3月23日10:750829。
doi:10.3389/fcell.2022.750829。 eCollection 2022年。

C9或72-衍生脯氨酸：精氨酸多肽调节细胞骨架和机械应激反应

Tomo Shiota先生 1, 长田理子 2, 索塔罗·菊池 2, Hitoki Nanaura公司 1, Masaya Matsubayashi先生 2, 马里·纳卡尼西 2, Shinko Kobashigawa公司 2, Noriyoshi Isozumi先生 2, Kiriyama高雄 1, 长山和树 三, Kazuma Sugie公司 1, 吉藤山志郎 4, 森喜朗 2 5
附属公司

C9或72-衍生脯氨酸：精氨酸多肽调节细胞骨架和机械应激反应

Tomo Shiota先生等。 前电池开发生物. .

摘要

脯氨酸：来自GGGGCC重复扩增的精氨酸（PR）多肽C9或72具有细胞毒性并结合中间丝（IFs）。然而，PR多肽如何影响细胞骨架组织和局部黏附（FA）的形成尚不清楚。在这里，我们表明PR多肽对细胞骨架和FA的改变导致细胞硬度和机械应力反应的改变。PR多肽增加了IF网络的连接和分支，增加了细胞硬度。它们还改变了肌动蛋白丝的分布，增加了FA的大小和细胞内钙浓度。PR多肽或IF组织抑制剂可阻止细胞分离。此外，PR多肽诱导机械应力响应因子的上调，并导致对周期性拉伸的不适应反应。这些结果表明，PR多肽对机械性能和机械应力响应的影响可能是C9或72-相关神经变性。

关键词：C9或72；焦点粘附（FA）；PR多肽；肌动蛋白；细胞骨架。

PubMed免责声明

利益冲突声明

作者声明，该研究是在没有任何可能被解释为潜在利益冲突的商业或金融关系的情况下进行的。

数字

图1
图1
PR聚二肽（PR20)改变U2OS细胞中间丝（IF）的组织。（A）未经治疗对照组（CTRL）和PR的Vim-IFs荧光图像20-处理（PR）细胞。显示了Vim-IFs（绿色）和DAPI（蓝色）。比例尺为10µm。（B、C）每100μm Vim-IF结（B）和分支（C）的量化2CTRL和PR细胞的细胞质中。条形图为平均值±标准偏差。在每次实验中，对50至60个细胞进行评估(n个= 3). P值表示韦尔奇t吨-测试。（D）CTRL和PR细胞中细胞角蛋白14（K14）的荧光图像。K14（绿色）和DAPI（蓝色）。比例尺为10µm。（E、F）每100μm角蛋白-IF连接（E）和分支（F）的量化2CTRL和PR细胞的细胞质中。条形图为平均值±标准偏差。在每次实验中，对50至58个细胞进行评估(n个= 3).第页值显示韦尔奇的t吨-测试。在量化图中，小点是单独的数据点，大点用橙色表示每个实验的平均值（首先；n个=1），蓝色（秒；n个=2）和绿色（第三；n个=3）。
图2
图2
U2OS细胞表面的原子力显微镜（AFM）图像。（A）AFM测量电池表面的示意图，包括电池刚度和电池高度。（B）AFM测量U2OS细胞的相位对比图（左）、弹性模量图（中）和表面地形图（右）的代表性图像。中间图像中的箭头显示PR中的粗应力纤维和短应力纤维20-处理（PR）细胞。比例尺为20µm。（C、D）量化图显示CTRL和PR细胞中细胞中心区域的弹性模量（C）和细胞高度（D）。条形图为平均值±SD.45至69。根据条件对细胞进行评估。P值显示Mann–Whitney U检验。
图3
图3
公共关系20改变F-肌动蛋白和β-微管蛋白的组织，促进ERM的磷酸化（pERM）。（A）10µM PR处理后U2OS和BJhTERT细胞中的卵磷脂荧光图像20或CTRL.指骨蛋白（绿色）和DAPI（蓝色）显示。比例尺为10µm。（B、C）U2OS细胞（B）和BJhTERT细胞（C）中F-actin平均荧光强度的定量。条形图为平均值±标准偏差。在每次实验中，对50至55个细胞进行评估(n个= 3).第页值显示韦尔奇的t吨-测试。（D）经或不经10µM PR处理后的pERM（红色）、指骨苷（绿色）和DAPI（蓝色）荧光图像20在U2OS单元中。棒材为10µm。（E）用10µM PR处理后每个细胞的pERM平均荧光强度20或CTRL。横线为平均值±标准偏差。评估了15个区域(n个= 3).第页值显示韦尔奇的t吨-测试。（F）10µM PR处理后U2OS细胞中β-微管蛋白的荧光图像20或CTRL。棒材为10µm。（G）CTRL和PR中微管聚合物的比例20-处理（PR）细胞。条形图为平均值±SD。在每次实验中，对50至57个细胞进行评估(n个= 3).第页值显示韦尔奇的t吨-测试。在量化图中，小点是单独的数据点，大点用橙色表示每个实验的平均值（首先；n个=1），蓝色（秒；n个=2）和绿色（第三；n个=3）。
图4
图4
公共关系20增加FA的大小和细胞内钙浓度。（A）显示了pPaxillin（红色）、phalloidin（绿色）和DAPI（蓝色）的荧光图像。比例尺为10µm。（B、C）pPaxillin的平均荧光强度（单位：B）和pPaxilin的大小（单位：C）。条形图为平均值±标准偏差。在每次实验中，对41至57个细胞进行评估(n个= 3).第页值显示韦尔奇的t吨-测试。（D、E）Calbryte590™的CTRL和PR荧光图像20-经处理的（PR）细胞。比例尺为50µm。量化结果显示，E.Bars为平均值±SD。在每个实验中，评估了10个细胞(n个= 3).第页数值显示Welcht吨-测试。在量化图中，小点是单独的数据点，大点用橙色表示每个实验的平均值（首先；n个=1），蓝色（秒；n个=2），绿色（第三；n个=3）。
图5
图5
公共关系20通过EDTA抑制细胞分离。（A）CTRL和PR中U2OS细胞的代表性LifeAct-GFP图像20-经5µM EDTA分离后，使用维他福林-A、布利司他丁和诺卡唑治疗（PR）和细胞骨架抑制剂。棒材为50µm。（B）CTRL中5µM EDTA分离后U2OS细胞圆形度直方图(n个=179，蓝色），PR20(n个=158，红色），Withaferin-A(n个=243，绿色），Blebbistatin(n个=316，橙色）和诺卡唑（n）=242，灰色）。圆度为1.0表示一个完整的圆。当它接近0.0时，表示是一个拉长的多边形。第页值显示韦尔奇的t吨-测试。
图6
图6
公共关系20阻止F-actin应力纤维的循环拉伸诱导的重新定向。（A）Western blotting显示CTRL和PR中Thbs1、Egr1、pFAK、FAK、pERK和ERK的水平20-处理（PR）细胞(n个= 3). GAPDH被用作负荷控制。（B）显示了量化图。棒材为平均值±SEM。第页值显示未配对t吨-测试。（C、E）具有或不具有10µM PR的大鼠血管SMC（C）和U2OS细胞（E）20进行6小时的循环拉伸（20%应变，1.0 Hz（60次循环/分钟）。所示为磷灰石（红色）和DAPI（蓝色）。比例尺为100µm。双向箭头指示拉伸方向。（D、F）大鼠血管SMC（D中）和U2OS细胞（F中）中每个细胞的方位角（θ）百分比的直方图。通过测量CTRL（蓝色）和PR细胞（红色）中椭圆长轴相对于拉伸轴的方向角（θ），分析每个细胞的方向。在每种条件下评估70-104个细胞。第页该值显示Mann–Whitney U检验。
图7
图7
图形摘要。PR多肽与IF头部结构域结合并诱导细胞力学改变。PR多肽（粉红色）与IF头部结构域（黄色）结合并失调IF动力学。这导致了IF分支和IF网状网络（绿色）的增加（Ⅰ）。IF网状增加了FA（红色）的尺寸（Ⅱ）和F-actin应力纤维（蓝色）的厚度（Ⅲ），导致细胞僵硬。此外，细胞骨架和FA的改变破坏了周期性拉伸后细胞的重新定向。IF：中间丝，PRn：PR多肽。
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