ウロテンシンII血管型ペプチドGPCRのシグナル伝達スイッチ：神経膠腫におけるプロトタイプの走化性メカニズム

多型膠芽腫（GBM）は、成人で最も頻繁かつ攻撃的な原発性脳腫瘍です。予後不良は、新血管新生と細胞侵入によるものであり、運動性、移動、接着を含む複雑な走化性メカニズムを必要とするプロセスです。これらの異なる細胞イベントを理解することは、移動または接着のいずれかにつながり、促進する受容体と伝達経路を特定することを意味します。ここでは、神経膠腫が血管作用ペプチドウロテンシンII（UII）とその受容体UTを発現し、UTを介したシグナル伝達カスケードが神経膠腫細胞の移動と接着に関与していることを確立します。ウロテンシン作動系、UIIおよびUTの成分は、患者由来のGBM組織切片、神経膠腫細胞株、新鮮な生検液で広く発現しています。興味深いことに、UIIの勾配濃度は、神経膠腫における移動性/運動効果の化学誘発性誘導およびヒトUTを発現するHEK293細胞を生成しました。これらの効果は、主にG13/Rho/Rhoキナーゼ経路を含んでおり、Gi/O/PI3K成分を部分的に必要としました。対照的に、UIIの均質濃度は、ホスファチジルイノシトール-3キナーゼを部分的に関与するUT/GI/Oシグナル伝達カスケードを介して、細胞運動性を劇的にブロックし、細胞マトリックスの癒着を刺激したことが観察されました。最後に、神経膠腫細胞では、UIIの均一な濃度により、血漿膜でのUT受容体へのGα13の転座とアクチンストレス繊維の増加、ラメリポディア形成、ビンキュリン染色局所接着剤の増加が可能になったという証拠を提供します。また、UIIは、フィリポディアのGαIに再編成されたUTの再局在化を引き起こし、インテグリン染色焦点を開始しました。全体として、これらの発見は、UTが走化性受容体として動作し、勾配または均一濃度の下での方向移動と細胞接着の間のシグナル伝達スイッチを中継することを示唆しているため、神経膠腫浸潤中の腫瘍細胞に影響を与える連続的なメカニズムを再定義します。まとめると、我々の結果により、Gi/Oシグナル伝達経路を標的とする治療法のシグナル伝達バイアスを示す化合物の設計を改善するために、モデルを提案することができます。

Multiform glioblastomas (GBM) are the most frequent and aggressive primary brain tumors in adults. The poor prognosis is due to neo-angiogenesis and cellular invasion, processes that require complex chemotaxic mechanisms involving motility, migration and adhesion. Understanding these different cellular events implies identifying receptors and transduction pathways that lead to and promote either migration or adhesion. Here we establish that glioma express the vasoactive peptide urotensin II (UII) and its receptor UT and that UT-mediated signaling cascades are involved in glioma cell migration and adhesion. Components of the urotensinergic systems, UII and UT, are widely expressed in patient-derived GBM tissue sections, glioma cell lines and fresh biopsy explants. Interestingly, gradient concentrations of UII produced chemoattracting migratory/motility effects in glioma as well as HEK293 cells expressing human UT. These effects mainly involved the G13/Rho/rho kinase pathway while partially requiring Gi/o/PI3K components. In contrast, we observed that homogeneous concentrations of UII drastically blocked cell motility and stimulated cell-matrix adhesions through a UT/Gi/o signaling cascade, partially involving phosphatidylinositol-3 kinase. Finally, we provide evidence that, in glioma cells, homogeneous concentration of UII allowed translocation of Gα13 to the UT receptor at the plasma membrane and increased actin stress fibers, lamellipodia formation and vinculin-stained focal adhesions. UII also provoked a re-localization of UT precoupled to Gαi in filipodia and initiated integrin-stained focal points. Altogether, these findings suggest that UT behaves as a chemotaxic receptor, relaying a signaling switch between directional migration and cell adhesion under gradient or homogeneous concentrations, thereby redefining sequential mechanisms affecting tumor cells during glioma invasion. Taken together, our results allow us to propose a model in order to improve the design of compounds that demonstrate signaling bias for therapies that target specifically the Gi/o signaling pathway.