ドルソモルフィンは、プロテインキナーゼA依存性MEK-ERK1/2シグナル伝達経路の活性化を介してPC12細胞の神経突起の伸長を刺激します

この研究では、ラットPC12羽モモ細胞腫細胞分化に対する骨形成タンパク質（BMP）シグナル伝達の選択的阻害剤であるドルソモルフィンの効果を調査しました。PC12細胞は、神経成長因子、BMP2、およびその他の誘導因子によって細長い神経突起を有するニューロン様細胞に分化するように誘導できます。細胞をBMP2および/またはドルソモルフィンとインキュベートし、神経突起の伸長の程度を評価しました。予想外に、BMP2を介した神経生成は、ドルソモルフィンとの共治療によって阻害されませんでした。また、ドルソモルフィン単独での治療は、PC12細胞で神経突起の伸長を誘発する別のBMPシグナル伝達阻害剤ではないことも発見しました。ドルソモルフィンの作用メカニズムをさらに理解するために、次のシグナル伝達阻害剤を使用して、この薬物の細胞内シグナル伝達に対する効果を調査しました。ERKキナーゼ（MEK）阻害剤U0126。トロポミオシン関連キナーゼA阻害剤GW441756;およびプロテインキナーゼA（PKA）阻害剤H89。ドルソモルフィンは、迅速かつ持続的なERK1/2の活性化を誘導しました。ただし、ドルソモルフィン媒介ERK1/2活性化と神経誘発性は、GW441756ではなく、U0126またはH89の存在下では堅牢に阻害されました。これらの発見は、ドルソモルフィンがPC12細胞に神経誘発を誘導する可能性があることを示唆しています。これは、PKA依存性MEK-ERK1/2シグナル伝達の活性化を必要とする反応です。

In this study, we investigated the effect of dorsomorphin, a selective inhibitor of bone morphogenetic protein (BMP) signaling, on rat PC12 pheochromocytoma cell differentiation. PC12 cells can be induced to differentiate into neuron-like cells possessing elongated neurites by nerve growth factor, BMP2, and other inducers. Cells were incubated with BMP2 and/or dorsomorphin, and the extent of neurite outgrowth was evaluated. Unexpectedly, BMP2-mediated neuritogenesis was not inhibited by co-treatment with dorsomorphin. We also found that treatment with dorsomorphin alone, but not another BMP signaling inhibitor, LDN-193189, induced neurite outgrowth in PC12 cells. To further understand the mechanism of action of dorsomorphin, the effects of this drug on intracellular signaling were investigated using the following signaling inhibitors: the ERK kinase (MEK) inhibitor U0126; the tropomyosin-related kinase A inhibitor GW441756; and the protein kinase A (PKA) inhibitor H89. Dorsomorphin induced rapid and sustained ERK1/2 activation; however, dorsomorphin-mediated ERK1/2 activation and neuritogenesis were robustly inhibited in the presence of U0126 or H89, but not GW441756. These findings suggest that dorsomorphin has the potential to induce neuritogenesis in PC12 cells, a response that requires the activation of PKA-dependent MEK-ERK1/2 signaling.