Ein funktionelles Dynein-Mikrotubuli-Netzwerk ist erforderlich für NGF-Signalisierung über den Rap1/MAPK-Weg

Rap1 transduziert das Signal des Nervenwachstumsfaktors (NGF)/Tyrosinkinase A (TrkA) in frühen Endosomen, was zur sustained Aktivierung der p44/p42 mitogenaktivierten Protein-Kinasen (MAPK1/2) führt. Die Mechanismen, durch die NGF, TrkA und Rap1 in frühe Endosomen transportiert werden, sind jedoch schlecht definiert. Wir untersuchten den Transport und die Signalisierung von NGF, TrkA und Rap1 in PC12-Zellen und in kultivierten dorsalen Wurzelganglienzellen (DRG) von Ratten. Hier zeigen wir eine Rolle für sowohl mikrotubuli- als auch dyneinbasierten Transport in der NGF-Signalisierung über MAPK1/2. Die Behandlung mit NGF führte zum Transport von NGF, TrkA und Rap1 in frühe Endosomen im perinukleären Bereich von PC12-Zellen, wo eine sustainte Aktivierung von MAPK1/2 beobachtet wurde. Die Störung der Mikrotubuli mit Nocodazol in PC12-Zellen hatte keinen Einfluss auf die Aktivierung von TrkA und Ras. Allerdings störte es den intrazellulären Transport von TrkA und Rap1. Darüber hinaus wurde die durch NGF induzierte Aktivierung von Rap1 und die sustainte Aktivierung von MAPK1/2 deutlich unterdrückt. Die Hemmung der Dynein-Aktivität durch Überexpression von Dynamitin (p50) blockierte den Transport von Rap1 und die sustainte Phase der MAPK1/2-Aktivierung in PC12-Zellen. Bemerkenswerterweise wurden sogar in der fortgesetzten Anwesenheit von NGF ausgereifte DRG-Neuronen, die p50 überexprimierten, atrophisch und die meisten (>80%) der sich entwickelnden DRG-Neuronen starben. Dynein- und mikrotubulibasierter Transport ist somit notwendig für die TrkA-Signalisierung zu Rap1 und MAPK1/2.