Regulation of FcεRI-mediated degranulation by an adaptor protein 3BP2 in rat basophilic leukemia RBL-2H3 cells

Abstract

IntroductionAggregation of the high-affinity IgE receptor (Fc⑀RI) on mast cells mediates the allergic response by the release of inflammatory mediators by degranulation and production of cytokines and arachidonic acid metabolites. 1 Fc⑀RI signals by activating nonreceptor-family proteintyrosine kinases (PTKs) Lyn, Syk, and Btk. On aggregation of Fc⑀RI␣ subunits, the Src family PTK Lyn phosphorylates the associated Fc⑀RI␤ and ␥ subunits on tyrosine residues in the immunoreceptor tyrosinebased activating motif. This leads to the recruitment of Syk to the plasma membrane, which is essential for Fc⑀RI-mediated degranulation by phosphorylating downstream molecules. 2 Similarly, Btk is membranetargeted by phosphatidylinositol-3,4,5-triphosphate to its pleckstrinhomology (PH) domain. Two types of kinase Syk and Btk contribute tyrosine phosphorylation and activation of phospholipase C-␥ (PLC-␥) and calcium mobilization. 1,3 Several adaptors and scaffolds lacking enzymatic and transcriptional domains have been identified in the immune receptormediated signaling pathway. Proximal adaptor proteins, which are the substrates of PTKs, have important roles in early Fc⑀RI signaling. They have multiple motifs and domains that allow their binding to the other molecules. Activated PTKs phosphorylate the substrate adaptor proteins to assemble the cytoplasmic signaling molecules in the juxtamembrane region for effective interaction, presumably in glycolipid enriched microdomains (GEMs). Mice deficient in the adaptor protein linker for activation of T cells (LAT) SLP-76 (SH2-containing leukocyte phosphoprotein of 76 kDa) or Gab2 (Grb2-associated binder-2) were resistant to IgE-mediated passive systemic anaphylaxis. 4-6 Analysis of bone marrow-derived mast cells (BMMCs) from mice revealed their essential roles in Fc⑀RI-mediated degranulation and/or cytokine production.3BP2 was originally isolated as an Abl SH3-binding protein of unknown function. 7 In addition to the proline-rich region that mediates SH3 binding, it has PH and Src homology 2 (SH2) domains. 3BP2 was also identified as one of the Syk kinaseinteracting proteins by a yeast 2-hybrid screen. 8 C-terminal SH2 domain of 3BP2 is required to interact with Syk in yeast. Expression of 3BP2 has been reported in T, B, natural killer (NK), and monocytic cell lines. Transient overexpression of 3BP2 in T cells induces transcriptional activation of the interleukin 2 (IL-2) gene. In NK cells, overexpression of 3BP2 by vaccinia virus enhances cytotoxicity. 9 Prior to these findings, a specific motif recognized by 3BP2-SH2 domain was examined by in vitro degenerated peptide library screening. 10 The optimal sequence for the 3BP2-SH2 domain is Tyr-Glu-Asn (YEN) motif.The present experiments demonstrated the expression of 3BP2 in mast cells and the functional importance of 3BP2-SH2 domain in Fc⑀RI-mediated signal transduction. Overexpression of 3BP2-SH2 domains in the rat basophilic leukemia RBL-2H3 cells resulted in a dramatic suppression of the Fc⑀RI-mediated tyrosine phosphorylation of P...

Adaptor Protein 3BP2 Is a Potential Ligand of Src Homology 2 and 3 Domains of Lyn Protein-tyrosine Kinase

“…An in vitro binding study suggested that phosphorylation of Tyr 183 of 3BP2 could be associated with Vav and phospholipase C-␥ (4). In mast cells, overexpression of the 3BP2-SH2 domain suppressed high affinity IgE receptor (Fc⑀RI)-mediated tyrosine phosphorylation of phospholipase C-␥, Ca 2ϩ mobilization, and degranulation (5). These findings have demonstrated that 3BP2 plays a critical role in hematopoietic cells.…”

Inhibition of the Antigen-Induced Activation of RBL-2H3 Cells by Gab2 siRNA

“…Reports indicated that some downstream signaling events of FcRI may be involved in antigen-induced action of mast cells which lead to cytokine expression including (17,18). To investigate the specificity of Gab2 siRNA on degranulation, we also investigated whether Gab2 siRNA could suppress the release of -hexosaminidase through the Ca 2+ -dependent pathway.…”

L’adaptateur 3BP2

“…Cependant, les données publiées, fondées sur des approches de type gain ou perte de fonction, indiquent que 3BP2 joue un rôle régulateur dans la signalisation des immunorécepteurs dépendante des kinases Src et Syk (Figure 2). Ainsi, 3BP2 a été impliquée dans la stimulation par le récepteur FcγRIII de la cytotoxicité des cellules NK [11], la dégranulation induite par l'aggrégation des récepteurs FcεRI [10], ou encore l'activation, par les récepteurs de l'antigène de cellules T (TCR) et B (BCR), de NFAT et AP-1, deux facteurs transcriptionnels essentiels à l'homéostasie des leucocytes [4,12]. Dans ce contexte, une fonction probable de 3BP2 est à rechercher dans une cascade de signalisation dépen-dante de la PLC-γ, régulant le métabolisme lipidique et calcique des leucocytes stimulés par les immunoré-cepteurs.…”

“…La surexpression de 3BP2 dans la lignée T Jurkat induit une augmentation considérable des activités NFAT/AP-1 stimulées par le TCR, par une voie dépendante de la petite GTPase Ras et de la calcineurine, une sérine/thréonine phosphatase activée par le calcium et cible de la cyclosporine A [4,12]. Dans une lignée de cellules basophiles, la surexpression d'une forme dominante négative de 3BP2 réduit fortement la phosphorylation de PLC-γ1/2, l'augmentation de calcium intracytoplasmique et la dégranulation induite par le FcεRI [10]. Des approches de type perte de fonction, incluant la suppression de l'expression de 3BP2 par des petits ARN interférants et l'expression d'une forme dominante négative, soulignent encore l'importance de 3BP2 pour l'activation du facteur nucléaire NFAT par le TCR et le BCR [6,12].…”

“…L'interaction entre une forme recombinante du domaine SH2 de 3BP2 et un résidu phosphotyrosine du domaine intracytoplasmique du G-CSFR, connu pour lier Grb2 et Shc, a été récemment décrite, mais les conséquences fonctionnelles de cette interaction pour les cellules hématopoïétiques restent inconnues [9]. Le domaine SH2 de 3BP2 peut également se lier au motif YEN présent dans la partie intracytoplasmique de l'adapteur transmembranaire LAT exprimé par les cellules T et NK [4,10] [7,12]. Le résidu phospho-Tyr183 repré-sente un site de fixation du domaine SH2 de Vav1 [11], alors que le résidu phophoTyr446 interagit avec les domaines SH2 de Lyn et Lck [7,12].…”