第 720 期

研究發展
YAP 透過MEK5/ERK5 的訊息傳導途徑促進肌肉細胞分化
NHRI researcher reports YAP promotes myogenic differentiation via MEK5/ERK5 signaling pathway

骨骼肌細胞的分化是經由許多因數協調控制來完成，其中包括肌肉特異性轉錄因數群（MRFs）。本院細胞及系統醫學研究所張中和名譽研究員及其研究團隊利用C2C12細胞株進行肌肉分化（myogenesis），當肌肉纖維母細胞株（myoblast）在低血清的培養基培養時，會誘使這些肌肉特異性轉錄因數群的蛋白質表現，且進一步促使肌肉纖維母細胞進行分化，並融合形成多核的肌小管（myotubes）。Yes-associated protein（YAP）為Hippo訊息傳遞路徑下游的轉錄共同活化子（transcriptional coactivator），調控細胞增生、分化及凋亡，在癌細胞內扮演著一個致癌基因（oncogene）的角色；然而，之前的研究發現，YAP在皮膚、脂肪細胞亦參與分化的調控，但YAP在肌肉細胞所扮演的角色尚不清楚。研究團隊利用分子選殖（cloning）技術選殖了YAP，運用細胞轉殖（transfection）、RNA幹擾（RNAi）與西方墨點分析法探討這個基因在肌肉細胞分化上所扮演的角色。

此外，過去已知活化MEK5/ERK5訊息傳導途徑會使ERK5會進入細胞核，促進肌肉細胞分化。張博士研究團隊發現，C2C12-YAP的細胞也比對照組細胞分化較多的肌小管，並且表達較多調節肌肉細胞分化的轉錄因數。西方墨點分析顯示，Src和c-Abl於C2C12-YAP細胞中活化，而c-Abl或Src抑制劑抑制了MEK5和ERK5的活化與C2C12肌肉前驅細胞的分化。通過共免疫沉澱實驗說明瞭YAP 和ERK5 途徑中的蛋白質之間的特異性相互作用，例如MEK激酶3（MEKK3）和ERK5。MEKK3含有可與YAP相互作用的PPGY序列（aav178-181）。定點突變實驗證明，MEKK3 Y181F突變體的表達抑制MEK5/ERK5的活化和C2C12肌肉前驅細胞的分化。這些結果表明，YAP在早期分化過程中就已跳脫共同轉錄因數的角色，擔任一個由細胞核到細胞質的訊息傳導者，透過活化Abl/Src/MEK5/ERK5訊息傳導路徑，進而促進C2C12肌肉細胞分化。研究成果已發表於FASEB期刊（2017 Jul;31(7):2963-2972）。


圖A：加強表現YAP促進C2C12 肌肉細胞分化；B：YAP活化Abl/Src/MEK5/ERK5訊息傳遞
《文/圖：細胞與系統醫學張中和名譽研究員、陳庭歡博士生》