Kiến thức về vai trò thiết yếu của kinase tyrosine VLK trong hoạt động tiểu cầu bình thường và hình thành huyết khối

Blood - Tập 139 - Trang 104-117 - 2022
Leila Revollo1, Glenn Merrill-Skoloff2, Karen De Ceunynck2, James R. Dilks2, Shihui Guo2, Mattia R. Bordoli1, Christian G. Peters2, Leila Noetzli3,4, Andreia Ionescu5, Vicki Rosen1, Joseph E. Italiano3,4, Malcolm Whitman1, Robert Flaumenhaft2
1Department of Developmental Biology, Harvard School of Dental Medicine, Boston, MA
2Division of Hemostasis and Thrombosis, Department of Medicine, Beth Israel Deaconess Medical Center, Harvard Medical School, Boston, MA
3Division of Hematology, Department of Medicine, Brigham and Women's Hospital, Boston, MA;
4Vascular Biology Program, Boston Children's Hospital and Department of Surgery, Harvard Medical School, Boston, MA
5Department of Biology, Northeastern University, Boston, MA;

Tóm tắt

Tóm tắt Phosphoryl hóa tyrosine của các protein ngoại bào được quan sát thấy trong các văn hóa tế bào và trong cơ thể sống, nhưng rất ít điều được biết đến về vai trò chức năng của phosphoryl hóa tyrosine của các protein ngoại bào. Kinase tyrosine lonesome động vật có xương sống (VLK) là một kinase tyrosine được biểu hiện rộng rãi trong con đường bài tiết, hiện diện trong các hạt α của tiểu cầu. Nó được phóng thích từ tiểu cầu khi được kích hoạt và phosphoryl hóa các chất nền ở bên ngoài. Tuy nhiên, vai trò của VLK trong chức năng tiểu cầu chưa được nghiên cứu trước đây. Trong tiểu cầu của người, chúng tôi đã xác định được các tyrosine phosphoryl hóa được xác định ở các vùng nội bào hoặc ngoại bào của các protein xuyên màng và được bài tiết có liên quan đến việc điều chỉnh hoạt động của tiểu cầu. Để xác định vai trò của VLK trong phosphoryl hóa tyrosine ngoại bào và chức năng tiểu cầu, chúng tôi đã tạo ra chuột với sự thiếu hụt VLK đặc hiệu cho megakaryocyte/tiểu cầu. Tiểu cầu từ những con chuột này có số lượng và hình thái bình thường nhưng có những thay đổi đáng kể trong chức năng cả trong ống nghiệm và trong sinh vật. Tiểu cầu thiếu VLK trong điều kiện nghỉ ngơi và được kích thích bằng thrombin thể hiện sự giảm đáng kể ở một số phosphoband tyrosine. Kết quả thử nghiệm chức năng của tiểu cầu thiếu VLK cho thấy sự giảm trong sự tập hợp tiểu cầu do thụ thể được kích hoạt bởi protease 4 và do collagen nhưng phản ứng vẫn bình thường với adenosine 5′-diphosphate. Sự phóng thích của các hạt mật độ cao và α-hạt giảm ở những tiểu cầu này. Hơn nữa, tiểu cầu thiếu VLK thể hiện sự phosphoryl hóa Akt (S473) và Erk1/2 (T202/Y204) do thụ thể được kích hoạt bởi protease 4 bị giảm, cho thấy tín hiệu gần hơn đã bị thay đổi. Trong cơ thể sống, chuột thiếu VLK trong megakaryocyte/tiểu cầu thể hiện sự tích lũy tiểu cầu và hình thành fibrin giảm đáng kể sau khi bị tổn thương do laser ở các động mạch cremaster so với chuột đối chứng nhưng thời gian chảy máu vẫn bình thường. Những nghiên cứu này cho thấy kinase tyrosine trong con đường bài tiết VLK là rất quan trọng cho hoạt động của tiểu cầu phụ thuộc vào kích thích và hình thành huyết khối, cung cấp bằng chứng đầu tiên rằng một kinase protein được bài tiết là cần thiết cho chức năng bình thường của tiểu cầu.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Hammersten, 1883, Zur Frage, ob das Casein ein einheitlicher Stoff sei, Hoppe Seylers Z Physiol Chem., 7, 227 T, 2013, Secreted protein kinases, Trends Biochem Sci., 38, 121, 10.1016/j.tibs.2012.11.008 Tagliabracci, 2012, Secreted kinase phosphorylates extracellular proteins that regulate biomineralization, Science., 336, 1150, 10.1126/science.1217817 Ishikawa, 2008, Four-jointed is a Golgi kinase that phosphorylates a subset of cadherin domains, Science., 321, 401, 10.1126/science.1158159 Wen, 2014, Xylose phosphorylation functions as a molecular switch to regulate proteoglycan biosynthesis, Proc Natl Acad Sci USA., 111, 15723, 10.1073/pnas.1417993111 Yoshida-Moriguchi, 2013, SGK196 is a glycosylation-specific O-mannose kinase required for dystroglycan function, Science., 341, 896, 10.1126/science.1239951 Bordoli, 2014, A secreted tyrosine kinase acts in the extracellular environment [published correction appears in Cell. 2014;159(4):955], Cell., 158, 1033, 10.1016/j.cell.2014.06.048 Kinoshita, 2009, The novel protein kinase Vlk is essential for stromal function of mesenchymal cells, Development., 136, 2069, 10.1242/dev.026435 Harada, 2019, Extracellular phosphorylation drives the formation of neuronal circuitry, Nat Chem Biol., 15, 1035, 10.1038/s41589-019-0345-z Kim, 2020, Secreted tyrosine kinase Vlk negatively regulates Hedgehog signaling by inducing lysosomal degradation of Smoothened, Biochem J., 477, 121, 10.1042/BCJ20190784 Maddala, 2017, Vertebrate lonesome kinase regulated extracellular matrix protein phosphorylation, cell shape, and adhesion in trabecular meshwork cells, J Cell Physiol., 232, 2447, 10.1002/jcp.25582 Farhan, 2020, Tyrosine kinase signaling in and on the endoplasmic reticulum, Biochem Soc Trans., 48, 199, 10.1042/BST20190543 Imuta, 2009, Short limbs, cleft palate, and delayed formation of flat proliferative chondrocytes in mice with targeted disruption of a putative protein kinase gene, Pkdcc (AW548124), Dev Dyn., 238, 210, 10.1002/dvdy.21822 Estrada, 2012, Genome-wide meta-analysis identifies 56 bone mineral density loci and reveals 14 loci associated with risk of fracture, Nat Genet., 44, 491, 10.1038/ng.2249 Machado, 2016, Bone-associated gene evolution and the origin of flight in birds, BMC Genomics., 17, 371, 10.1186/s12864-016-2681-7 Sajan, 2019, Biallelic disruption of PKDCC is associated with a skeletal disorder characterised by rhizomelic shortening of extremities and dysmorphic features, J Med Genet., 56, 850, 10.1136/jmedgenet-2018-105639 Izquierdo, 2020, A Comprehensive tyrosine phosphoproteomic analysis reveals novel components of the platelet CLEC-2 signaling cascade, Thromb Haemost., 120, 262, 10.1055/s-0039-3400295 Beck, 2017, Temporal quantitative phosphoproteomics of ADP stimulation reveals novel central nodes in platelet activation and inhibition, Blood., 129, e1, 10.1182/blood-2016-05-714048 Zahedi, 2008, Phosphoproteome of resting human platelets, J Proteome Res., 7, 526, 10.1021/pr0704130 Maguire, 2002, Identification of the phosphotyrosine proteome from thrombin activated platelets, Proteomics., 2, 642, 10.1002/1615-9861(200206)2:6<642::AID-PROT642>3.0.CO;2-I Breitkopf, 2012, Determining in vivo phosphorylation sites using mass spectrometry, Curr Protoc Mol Biol., 10.1002/0471142727.mb1819s98 Probst, 2013, The hedgehog target Vlk genetically interacts with Gli3 to regulate chondrocyte differentiation during mouse long bone development, Differentiation., 85, 121, 10.1016/j.diff.2013.03.002 Tiedt, 2007, Pf4-Cre transgenic mice allow the generation of lineage-restricted gene knockouts for studying megakaryocyte and platelet function in vivo, Blood., 109, 1503, 10.1182/blood-2006-04-020362 Truett, 2000, Preparation of PCR-quality mouse genomic DNA with hot sodium hydroxide and tris (HotSHOT), Biotechniques., 29, 52, 10.2144/00291bm09 De Ceunynck, 2018, PAR1 agonists stimulate APC-like endothelial cytoprotection and confer resistance to thromboinflammatory injury, Proc Natl Acad Sci USA., 115, E982, 10.1073/pnas.1718600115 Jasuja, 2012, Protein disulfide isomerase inhibitors constitute a new class of antithrombotic agents, J Clin Invest., 122, 2104, 10.1172/JCI61228 Bekendam, 2018, Protein disulfide isomerase regulation by nitric oxide maintains vascular quiescence and controls thrombus formation, J Thromb Haemost., 16, 2322, 10.1111/jth.14291 Matsuura, 2020, Platelet dysfunction and thrombosis in JAK2V617F-mutated primary myelofibrotic mice, Arterioscler Thromb Vasc Biol., 40, e262, 10.1161/ATVBAHA.120.314760 Liu, 2012, Standardizing a simpler, more sensitive and accurate tail bleeding assay in mice, World J Exp Med., 2, 30, 10.5493/wjem.v2.i2.30 Glenney, 1988, Monoclonal antibodies to phosphotyrosine, J Immunol Methods., 109, 277, 10.1016/0022-1759(88)90253-0 Yeung, 2000, CD39L2, a gene encoding a human nucleoside diphosphatase, predominantly expressed in the heart, Biochemistry., 39, 12916, 10.1021/bi000959z Atkinson, 2006, Ecto-nucleotidases of the CD39/NTPDase family modulate platelet activation and thrombus formation: potential as therapeutic targets, Blood Cells Mol Dis., 36, 217, 10.1016/j.bcmd.2005.12.025 Korc-Grodzicki, 1988, Vitronectin is phosphorylated by a cAMP-dependent protein kinase released by activation of human platelets with thrombin, Biochem Biophys Res Commun., 157, 1131, 10.1016/S0006-291X(88)80991-4 Hillen, 2001, Selective secretion of protein kinase C isozymes by thrombin-stimulated human platelets, Biochem Biophys Res Commun., 280, 259, 10.1006/bbrc.2000.4083 Stavenuiter, 2013, Phosphorylation of protein S by platelet kinases enhances its activated protein C cofactor activity, FASEB J., 27, 2918, 10.1096/fj.12-225961 Ekdahl, 1999, Phosphorylation of coagulation factor XI by a casein kinase released by activated human platelets increases its susceptibility to activation by factor XIIa and thrombin, Thromb Haemost., 82, 1283 Colman, 1986, Inhibition of collagen-induced platelet activation by 5′-p-fluorosulfonylbenzoyl adenosine: evidence for an adenosine diphosphate requirement and synergistic influence of prostaglandin endoperoxides, Blood., 68, 565, 10.1182/blood.V68.2.565.565 Ryningen, 1999, Role of autocrine stimulation on the effects of cyclic AMP on protein and lipid phosphorylation in collagen-activated and thrombin-activated platelets, Eur J Biochem., 260, 87, 10.1046/j.1432-1327.1999.00135.x Graham, 2009, Endobrevin/VAMP-8-dependent dense granule release mediates thrombus formation in vivo, Blood., 114, 1083, 10.1182/blood-2009-03-210211 Koseoglu, 2015, VAMP-7 links granule exocytosis to actin reorganization during platelet activation, Blood., 126, 651, 10.1182/blood-2014-12-618744 Harper, 2015, Platelet dense granule secretion defects may obscure α-granule secretion mechanisms: evidence from Munc13-4- deficient platelets, Blood., 125, 3034, 10.1182/blood-2014-12-618439 Elaïb, 2016, Full activation of mouse platelets requires ADP secretion regulated by SERCA3 ATPase-dependent calcium stores, Blood., 128, 1129, 10.1182/blood-2015-10-678383 Konopatskaya, 2009, PKCalpha regulates platelet granule secretion and thrombus formation in mice, J Clin Invest., 119, 399 Meng, 2015, Defective release of α granule and lysosome contents from platelets in mouse Hermansky-Pudlak syndrome models, Blood., 125, 1623, 10.1182/blood-2014-07-586727 Vandendries, 2007, Par4 is required for platelet thrombus propagation but not fibrin generation in a mouse model of thrombosis, Proc Natl Acad Sci USA., 104, 288, 10.1073/pnas.0610188104 Ivanciu, 2014, New insights into the spatiotemporal localization of prothrombinase in vivo, Blood., 124, 1705, 10.1182/blood-2014-03-565010 Higgins, 2018, Tie2 protects the vasculature against thrombus formation in systemic inflammation, J Clin Invest., 128, 1471, 10.1172/JCI97488 Joshi, 2018, Alterations in platelet secretion differentially affect thrombosis and hemostasis, Blood Adv., 2, 2187, 10.1182/bloodadvances.2018019166 Hornbeck, 2012, PhosphoSitePlus: a comprehensive resource for investigating the structure and function of experimentally determined post-translational modifications in man and mouse, Nucleic Acids Res., 40, D261, 10.1093/nar/gkr1122 Qian, 2005, Quantitative proteome analysis of human plasma following in vivo lipopolysaccharide administration using 16O/18O labeling and the accurate mass and time tag approach, Mol Cell Proteomics., 4, 700, 10.1074/mcp.M500045-MCP200