FilGAP：细胞运动中抵消细胞片状突起形成

　　

生物通报道：RhoGTPase是调节细胞骨架动力学的重要分子开关。Rac 和Cdc42在细胞的前部刺激片状突起（formation of protrusions）形成，RhoA在细胞尾部通过其受体 ROCK激酶诱导细胞收缩。Rac和RhoA的拮抗作用调节迁移状态的细胞极性的稳定性。7月《Nature Cell Biology》一篇文章中，哈佛大学医学院研究人员Yasutaka Ohta等指出ROCK家族新成员——FilGAP调节GTP酶激活蛋白（regulated GTPase–activating protein）限制Rac在片层中的活性。

 

Swiss 3T3 细胞表达的FilGAP能够消除Rac– 和Cdc42– 介导的膜皱（membrane ruffles）和丝状伪足的形成，但是不会抑制细胞外信号所诱发的RhoA依赖性（RhoA–dependent）重力纤维（stress fibres）的形成。另外，FilGAP能够明显下调Rac–GTP从细胞液中的分离效率，暗示FilGAP能够在细胞内和细胞外抑制Rac和较小范围内Cdc42的活性。

 

FilGAP通过其coiled–coil结构域，与肌动蛋白交联蛋白(filamin A， FLNa)的C-末端结合。共表达FilGAP和含有FilGAP结合位点的FLNa会降低细胞中Rac的活性，提示FLNa是FilGAP的上游调节成分。然而，这种现象在体外实验中不能重复，所以文章作者认为只有在细胞局部中FLNa才有指导FilGAP的作用。结果如预期所想，经过内皮细胞生长因子（epidermal growth factor ，EGF）处理后，片层中有FLNa和FilGAP聚集，并且发现用小分子干扰RNA（small–interference RNA ，siRNA）沉默FilGAP或者表达缺失GAP活性的FilGAP突变体蛋白，会明显提高片层的形成。综合这些实验结果提示在细胞皮层（cell cortex）特异位点FLNa以FilGAP为靶标抑制片层的形成。

 

更进一步探索FilGAP的调节现象，Ohta等研究FilGAP是否会影响依赖RhoA/ROCK依赖性Rac下调(RhoA/ROCK–dependent downregulation of Rac )。用siRNA沉默内源性FilGAP会防止结构性活性ROCK的表达引起的活性Rac的下降。另外发现ROCK会使FilGAP发生磷酸化并且刺激FilGAP的活性。这些都支持了一种假说模型：ROCK依赖的Rac灭活需要FilGAP。

 

今年夏天，研究小组将研究重点放在片层中RhoA抑制Rac活性的机制上。当FLNa确保FilGAP只在细胞一端的皮层恰当位置定位后，ROCK（包括一些潜在的其它因素）会通过磷酸化作用激活FilGAP，并且限制片层的生成。通过证实片层生成的主要位点仍然是细胞的前部，研究人员认为FilGAP会直接参与细胞的迁移运动。（生物通记者 子元）