Regulation and function of LIM-kinases and cofilin in platelets and endothelial cells
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die wichtigsten Ergebnisse des Projektes betreffen die nukleäre Proteinkinase STK35L1. Die innerhalb des Projektes neu identifizierte Sequenz des STK35L1 Gen kodiert für ein grösseres Protein von 534 Aminosäuren mit einer N-terminalen Extension von 133 Aminosäuren im Vergleich zu dem früher beschriebenen STK35 Gen. In den von uns untersuchten humanen Zellen wurde kein Hinweis für eine Proteinexpression des kürzeren STK35 Gens gefunden, es wurde nur das STK35L1 Protein exprimiert. Wir sind mit dem Verständnis der Funktion dieser unbekannten Kinase erst am Anfang. In Endothelzellen wurde gefunden, dass STK35L ein wichtiger neuer Spieler in der orchestrierten Regulation von Zell-Proliferation und Migration ist. STK35L1 hemmte den Zellzyklus durch direkte oder indirekte Beeinflussung der Expression des Zellzyklus-Inhibitors CDKN2A, und spielte eine zentrale Rolle bei der Endothelzellmigration und Endothelaussprossung, welche von wesentlicher Bedeutung für Gefäßheilung und Angiogenese sind. Für die Regulierung dieser zellulären Prozesse könnte die in dem Projekt gefundene Bindung des Proteins an nukleäres Aktin wichtig sein, welche über eine spezifische Bindungsdomäne vermittelt wurde. Weiterhin fanden wir, dass ein spezifischer Rac-1 Inhibitor (NSC23766, der mittlerweile in über 140 wissenschaftlichen Publikationen verwendet wurde) über einen spezifischen Signalweg in stimulierten Thrombozyten die Cofilindephosphorylierung und Sekretion hemmte. Überraschenderweise war der Rac-1 Inhibitor im gleichen Konzentrationsbereich wie in gewaschenen Thrombozytensuspensionen auch im Blut wirksam, und hemmte hier die Sekretion aus alpha-Granula und dichten Granula stimuliert durch Thrombinrezeptor-Aktivierung, Kollagen, und atherosklerotische Plaques. Diese Beobachtungen besitzen Anwendungspotential: das targeting von Rac1 in Thrombozyten könnte ein interessanter Ansatz für die Entwicklung zukünftiger Thrombozytenhemmer sein, da von Thrombozyten sezernierte Substanzen (v.a. Chemokine und Wachstumsfaktoren) wesentlich bei der Entwicklung und Progression der Atherosklerose beteiligt ist.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2009). Identifying and characterizing a novel protein kinase STK35L1 and deciphering its orthologs and close-homologs in vertebrates. PLoS One 4(9):e6981
Goyal P, Behring A, Kumar A, Siess W
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(2009). Unraveling a novel Rac1-mediated signaling pathway that regulates cofilin dephosphorylation and secretion in thrombinstimulated platelets. Blood 114(2): 415-24
Pandey D, Goyal P, Dwivedi S, Siess W
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(2010). Rac1-mediated signaling plays a central role in secretion-dependent platelet aggregation in human blood stimulated by atherosclerotic plaque. J Transl Med. 2010 Dec 6;8:128
Dwivedi S, Pandey D, Khandoga AL, Brandl R, Siess W
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(2011). STK35L1 associates with nuclear actin and regulates cell cycle and migration of endothelial cells. PLoS One 6(1): e16249
Goyal P, Behring A, Kumar A, Siess W
