ビメンチンフィラメントは、インテグリンβ3の細胞質尾部に結合することにより、インテグリンリガンドの相互作用を調節します

上皮から間葉系遷移中に誘導される中間フィラメントタンパク質であるビメンチンは、細胞の移動と浸潤を調節することが知られています。ただし、ビメンチンがそのような挙動をどのように制御するかはまだ不明です。この研究では、H-RASを介したインテグリン抑制メカニズムを調査することにより、新しいインテグリンレギュレーターを見つけることを目指しました。インテグリンβ3細胞質尾部タンパク質を使用したプロテオームスクリーンを介して、ビメンチンがH-Rasシグナル伝達のエフェクターとして機能する可能性があることがわかりました。H-Rasは、糸状ビメンチンを核近くの凝集体に変換し、インテグリン結合は発生しません。さらに、インテグリンクラスタリングを誘導することにより、インテグリンβ3テールがリガンドに結合するインテグリンβ3テールにアクセスできるビメンチンフィラメントの量の増加。対照的に、インテグリンβ3尾に直接結合し、インテグリン結合のために内因性ビメンチンフィラメントと競合するビメンチンヘッドドメインは、ビメンチンフィラメントの核蓄積を誘発し、インテグリンリガンド結合の量を減らしました。最後に、ビメンチンヘッドドメインの発現が細胞の移動と転移を減らすことができることがわかりました。これらのデータから、原形質膜の下にある糸状ビメンチンがインテグリンの接着性の増加に関与しているため、ビメンチンとインテグリンの相互作用の調節が細胞の接着を制御する可能性があることを示唆しています。

Vimentin, an intermediate filament protein induced during epithelial-to-mesenchymal transition, is known to regulate cell migration and invasion. However, it is still unclear how vimentin controls such behaviors. In this study, we aimed to find a new integrin regulator by investigating the H-Ras-mediated integrin suppression mechanism. Through a proteomic screen using the integrin β3 cytoplasmic tail protein, we found that vimentin might work as an effector of H-Ras signaling. H-Ras converted filamentous vimentin into aggregates near the nucleus, where no integrin binding can occur. In addition, an increase in the amount of vimentin filaments accessible to the integrin β3 tail enhanced talin-induced integrin binding to its ligands by inducing integrin clustering. In contrast, the vimentin head domain, which was found to bind directly to the integrin β3 tail and compete with endogenous vimentin filaments for integrin binding, induced nuclear accumulation of vimentin filaments and reduced the amount of integrin-ligand binding. Finally, we found that expression of the vimentin head domain can reduce cell migration and metastasis. From these data, we suggest that filamentous vimentin underneath the plasma membrane is involved in increasing integrin adhesiveness, and thus regulation of the vimentin-integrin interaction might control cell adhesion.