スフィンゴシン-1-リン酸による高親和性Giタンパク質共役細胞膜受容体の活性化

スフィンゴシン 1 リン酸 (SPP) は、細胞の増殖と運動性を制御するセカンド メッセンジャーとして、また細胞内 Ca(2+) 放出剤として多くの注目を集めています。今回我々は、SPPがさまざまな細胞の原形質膜にあるGタンパク質共役受容体を活性化し、細胞質Ca2+濃度（[Ca2+]i）の増加、アデニリルシクラーゼの阻害、Gタンパク質によって調節されるカリウムチャネルの開口を引き起こすという証拠を提示する。ヒト胎児腎臓 (HEK) 細胞では、SPP は強力に (EC50、2 nM)、百日咳毒素感受性で [Ca2+]i を急速に増加させました。百日咳毒素感受性の [Ca2+]i の増加は、スフィンゴシルホスホリルコリン (EC50、460 nM) でも観察されましたが、セラミド-1-リン酸、N-パルミトイル-スフィンゴシン、サイコシン、D-エリスロ-スフィンゴシンなどの他のスフィンゴ脂質では、マイクロモル濃度では [Ca2+]i が増加しないか、わずかしか増加しませんでした。さらに、SPP は、HEK 細胞におけるフォルスコリン刺激による cAMP 蓄積を阻害し、グアノシン 5'3-O-(チオ) 三リン酸の HEK 細胞膜への結合を増加させました。急速な [Ca2+]i 応答は、ヒト移行型膀胱癌 (J82) 細胞、サル COS-1 細胞、マウス NIH 3T3 細胞、チャイニーズハムスター卵巣 (CHO-K1) 細胞、ラット C6 神経膠腫細胞でも観察されましたが、ヒト HL-60 白血病細胞とヒト赤白血病細胞は SPP に応答しませんでした。モルモットの心房筋細胞では、SPP は Gi タンパク質によって調節される内向きに整流するカリウム チャネルを活性化しました。これらのチャネルの活性化は、細胞接着およびインサイドアウトパッチクランプ電流記録で測定したように、SPPが心房筋細胞原形質膜の細胞外面に適用されたときに厳密に発生しました。我々は、SPP は、細胞内 Ca2+ 貯蔵に対する提案されている直接作用に加えて、明らかに多くの異なる細胞型の原形質膜内の高親和性 Gi タンパク質共役受容体と相互作用すると結論付けています。

Sphingosine-1-phosphate (SPP) has attracted much attention as a possible second messenger controlling cell proliferation and motility and as an intracellular Ca(2+)-releasing agent. Here, we present evidence that SPP activates a G protein-coupled receptor in the plasma membrane of various cells, leading to increase in cytoplasmic Ca2+ concentration ([Ca2+]i), inhibition of adenylyl cyclase, and opening of G protein-regulated potassium channels. In human enbryonic kidney (HEK) cells, SPP potently (EC50, 2 nM) and rapidly increased [Ca2+]i in a pertussis toxin-sensitive manner. Pertussis toxin-sensitive increase in [Ca2+]i was also observed with sphingosylphosphorylcholine (EC50, 460 nM), whereas other sphingolipids, including ceramide-1-phosphate, N-palmitoyl-sphingosine, psychosine, and D-erythro-sphingosine at micromolar concentrations did not or only marginally increased [Ca2+]i. Furthermore, SPP inhibited forskolin-stimulated cAMP accumulation in HEK cells and increased binding of guanosine 5'3-O-(thio) triphosphate to HEK cell membranes. Rapid [Ca2+]i responses were also observed in human transitional bladder carcinoma (J82) cells, monkey COS-1 cells, mouse NIH 3T3 cells, Chinese hamster ovary (CHO-K1) cells, and rat C6 glioma cells, whereas human HL-60 leukemia cells and human erythroleukemia cells failed to respond to SPP. In guinea pig atrial myocytes, SPP activated Gi protein-regulated inwardly rectifying potassium channels. Activation of these channels occurred strictly when SPP was applied at the extracellular face of atrial myocyte plasma membrane as measured in cell-attached and inside-out patch clamp current recordings. We conclude that SPP, in addition to its proposed direct action on intracellular Ca2+ stores, interacts with a high affinity Gi protein-coupled receptor in the plasma membrane of apparently many different cell types.