細胞膜上細微坑洞參與凝血蛋白酶激活接受器1所調控的訊號傳遞及細胞遷移之研究

Involvement of Caveolae in Protease-activated Receptor 1-mediated Signal Transduction and Cell Migration

陸德齡(Te-Ling Lu)

指導教授 ： 傅化文

國立清華大學/生命科學院/生命科學系/博士(2006年)

摘要

中文摘要
凝血蛋白酶激活接受器1（protease-activated receptor 1）是ㄧ個G蛋白連結接受器 (GPCR)，會被凝血蛋白酶(thrombin) 切除接受器N端的胺基酸而活化。ㄧ旦凝血蛋白酶激活接受器1被激活後，就會藉著G蛋白將訊息傳遞至細胞內。因為凝血蛋白酶激活接受器1活化的過程是不可逆的，所以必須透過迅速的與G蛋白分離、被吞噬進入細胞、及送至溶小體分解等方式結束訊號。最近發現凝血蛋白酶激活接受器1透過Src的活化會引起細胞增生，過度表現的凝血蛋白酶激活接受器1也會引起細胞癌化並造成細胞移轉。在乳癌細胞中發現過度表現的凝血蛋白酶激活接受器1會導致細胞移轉，可能是因為其被吞噬作用緩慢並且無法被溶小體分解，所以其傳遞下游訊號通常都無法被結束。由此可知，凝血蛋白酶激活接受器1在細胞中的路徑、活化、及訊號的結束，都是對此接受器造成細胞增生與移轉是ㄧ個重要的機制。
細胞膜上的細微坑洞(caveolae) 為細胞膜上一個特別的區塊屬於脂筏(lipid rafts) 的ㄧ種，不同於脂筏的是細胞膜上的細微坑洞含有一個和膽固醇結合的窖蛋白1(caveolin-1)。ㄧ些G蛋白連結接受器會經由細胞膜上的細微坑洞被吞噬及調控其訊號。除此之外，細胞膜上的細微坑洞也和細胞遷移有關。至於細胞膜上的細微坑洞是不是和凝血蛋白酶激活接受器1的被吞噬、訊號的傳遞及其造成的細胞移動有關，這些部份都尚未被研究。所以在本論文中，細胞膜上的細微坑洞是否參與凝血蛋白酶激活接受器1的分佈及訊號調控先被研究。由不連續性蔗糖密度離心分析顯示，部分的凝血蛋白酶激活接受器1位於細胞膜上的細微坑洞。接下來將膽固醇抽出破壞細微坑洞來研究是否細胞膜上的細微坑洞參與凝血蛋白酶激活接受器1吞噬作用。結果顯示凝血蛋白酶激活接受器1的吞噬作用並不經由細微坑洞。那麼細微坑洞是否參與凝血蛋白酶激活接受器1訊號傳遞。我發現凝血蛋白酶激活接受器1會促使窖蛋白1的酪氨酸14號被磷酸化。這個磷酸化過程是透過一個Gi 連結的Src 酵素及p38 肌細胞絲裂原活化蛋白激酶(p38 mitogen-activated protein kinase)活化而形成的。這個磷酸化的窖蛋白1可以透過和一個抑制Src活性的蛋白質Csk結合，進而抑制了凝血蛋白酶激活接受器1刺激的Src活性。所以磷酸化窖蛋白是凝血蛋白酶激活接受器1用來調控Src活性的一個分子。最後在乳癌細胞中研究是否細微坑洞參與凝血蛋白酶激活接受器1所導致的細胞遷移。破壞了細微坑洞就破壞了乳癌細胞本身及凝血蛋白酶激活接受器1所導致的細胞遷移。凝血蛋白酶激活接受器1下游分子，Gi蛋白、ERK1/2 及 PI3K是否位也於細微坑洞及參與細微坑洞所參與的凝血蛋白酶激活接受器1所導致的細胞移動也被調查。結果顯示Gi蛋白在凝血蛋白酶激活接受器1活化前或活化後均存在細微坑洞。當凝血蛋白酶激活接受器1被活化後ㄧ部份胞外訊號調節活化酶(ERK1/2)會重新分怖於細微坑洞。而PI3K不論在凝血蛋白酶激活接受器1未活化前或活化後不存在細微坑洞。抑制了Gi蛋白及胞外訊號調節活化酶(ERK1/2)的活性，而非PI3K的活性，可以抑制了凝血蛋白酶激活接受器1所導致的細胞遷移。這些結果顯示位於細微坑洞中的訊號分子Gi蛋白及ERK1/2參與凝血蛋白酶激活接受器1所導致的細胞遷移。由上述的結果中可以知，細胞膜上的細微坑洞參與凝血蛋白酶激活接受器1的訊號的傳遞及其造成的細胞遷移。這些研究結果可對凝血蛋白酶激活接受器1所造成的細胞癌化有更深一層的了解。

關鍵字

細胞膜上的細微坑洞 ； 窖蛋白1 ； 凝血蛋白酶激活接受器1

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caveolae ； caveolin 1 ； PAR1 ； Src

參考文獻

國立清華大學生命科學系博士

新竹元培科技大學醫技系講師

Pharmacist, Taipei Veterans General Hospital, Taipei, Taiwan, R.O.C.

Anderson, R.G. (1998) The caveolae membrane system. Annu. Rev. Biochem., 67, 199-225.

Anderson, R.G., Kamen, B.A., Rothberg, K.G. and Lacey, S.W. (1992) Potocytosis: sequestration and transport of small molecules by caveolae. Science, 255, 410-411.