1. Coordinate Gα13 and Wnt6-β-catenin signaling in F9 embryonal carcinoma cells is required for primitive endoderm differentiation
- Author
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Krawetz, Roman and Kelly, Gregory M.
- Subjects
Embryonic induction -- Research ,Endoderm -- Genetic aspects -- Properties ,Cellular signal transduction -- Evaluation ,Germ cell tumors -- Genetic aspects -- Chemical properties ,Cell differentiation -- Research ,Biological sciences ,Evaluation ,Chemical properties ,Genetic aspects ,Research ,Properties - Abstract
The mouse F9 embryonal carcinoma cell line is ideally suited to study the epithelial-to-mesenchymal transition accompanying the differentiation of primitive to parietal extraembryonic endoderm. In F9 cells, the application of exogenous agents including retinoic acid or activation of signal transduction cascades downstream of G-proteins triggers widespread changes in gene expression and leads to the formation of primitive endoderm. The epithelial-to-mesenchymal transition is completed and parietal endoderm develops as of result of increasing PKA activity in primitive endoderm cells. Expression of a constitutively active form of Gα13(Q226L) is sufficient to induce F9 cells into parietal endoderm and a model is emerging that a signaling axis linking G-protein signaling to RhoA and the ERM protein moesin is required for differentiation. In this study, we found that expression of either p115RhoGEF or a constitutively active, GTPase--deficient form of RhoA(L63) promoted primitive, but not parietal, endoderm formation. The overexpression of Gα13(Q226L) or p115RhoGEF, but not Rho(L63), caused β-catenin to translocate to the nucleus. Surprisingly, the stimulation of the Wnt-β-catenin pathway was accompanied by nuclear β-catenin and primitive endoderm formation, even when a dominant negative was used to block the signaling axis at the level of p115RhoGEF or when ROCK activity was inhibited using the pharmacological agent Y-27632. Together, results indicate that the coordinate signaling by two independent pathways, one involving canonical Wnt-β-catenin activation of target genes and the other with Gα13 signaling to ERM proteins to modulate cytoarchitectural changes, is required during the retinoic acid induced differentiation of F9 cells to primitive endoderm. Key words: Wnt6-β-catenin, Gα13, p115RhoGEF, RhoA, ROCK, F9 EC cells, primitive endoderm. Resume : La lignee de carcinome embryonnaire F9 est tout a fait appropriee a l'etude de la transition epithelium--mesenchyme qui accompagne la differenciation de l'endoderme primitif en endoderme parietal extra-embryonnaire. Chez les cellules F9, l'application d'agents exogenes comme l'acide retinoique, ou l'activation de cascades de signaux de transduction en aval des proteines G, amorce des changements massifs dans l'expression genique et mene a la formation d'un endoderme primitif. La transition epithelium-mesenchyme se complete et l'endoderme parietal se developpe suite a l'augmentation de l'activite de la PKA dans les cellules de l'endoderme primitif. L'expression d'une forme constitutivement active de Gα13(Q226L) est suffisante pour induire la differenciation des cellules F9 en endoderme parietal, et un modele voulant que l'axe de signalisation qui lie la proteine G a RhoA et a la moesine, une proteine ERM, soit requis a la differenciation est en emergence. Dans cette etude, nous avons trouve que l'expression de pll5RhoGEF ou d'une forme constitutivement active de RhoA(L63), deficiente en activite GTPase, favorisait la formation d'endoderme primitif mais pas d'endoderme parietal. La surexpression de Ga13Q226L) ou de p115RhoGEF, contrairement a Rho(L63), induisait la translocation de la β-catenine vers le noyau. Etonnamment, la stimulation de la voie Wnt-β-catenine etait accompagnee par la β-catenine nucleaire et par la formation d'endoderme primitif, meme si un dominant negatif etait utilise pour bloquer l'axe de signalisation au niveau de pl l5RhoGEF, ou lorsque l'activite de ROCK etait inhibee par l'agent pharmacologique Y-27632. Tous ces resultats indiquent que la signalisation coordonnee par deux voies independantes, une qui implique l'activation de genes cibles par l'activation canonique Wnt-β-catenine, et l'autre, avec la signalisation de Gα13 vers les proteines ERM pour moduler les changements cyto-architecturaux, est requise lors de la differenciation des cellules F9 en endoderme primitif, induite par l'acide retinoique. Mots-cles : Wnt6-β-catenine, Gα13, pl l5RhoGEF, RhoA, ROCK, cellules de carcinome embryonnaire F9, endoderme primitif. [Traduit par la Redaction], Introduction Epithelial-to-mesenchymal transitions (EMTs) play important roles in embryonic development and wound healing and contribute in part to a number of human diseases (Turley et al. 2008). One of the [...]
- Published
- 2009