Identification of RUFY4 as a novel RANKL-inducible gene

Abstract

Regulation of osteoclast formation and function is a key to understand the pathogenesis of skeletal disorders and to develop pharmaceutical agents that arrest the progression of disorders such as osteoporosis. Although the pathway through RANK and its ligand RANKL, is known to be critical for osteoclast differentiation and function, their precise mechanisms are not fully understood. Using genechip technology, we searched for genes that were up-regulated after RANKL stimulation in bone marrow-derived monocyte/macrophage. A gene, RUFY4, which encodes a RUN and FYVE domain, was detected among those genes induced after RANKL stimulation. Targeted inhibition of Rufy4 with shRNA markedly inhibits the formation of osteoclasts. RUFY4 protein is localized predominantly to late endosomes as evidenced by their co-localization with late endosome marker, Rab7. The Rufy4 mutant lacking the RUN domain failed to go to the endosome. RUFY4 interacts with Rab7 through its RUN domains. Although the exact role of RUFY4 in osteoclast differentiation and function will require further investigation, our data may implicate RUFY4 as a component of late endosomal trafficking in osteoclasts.;파골세포 (Ostoeclast) 는 우리 몸에서 뼈를 분해함으로써 뼈의 재구성 (Remodeling) 과 항상성 (Homeostasis) 에 중요하게 작용하는 다핵세포 (Multinucleated cell) 이다. RANKL (Receptor Activator of Nuclear factor B Ligand) 에 의한 신호 전달은 M-CSF (Macrophage Colony Stimulating Factor) 와 함께 파골 세포의 분화에 필수적이다. Gene Chip 을 이용하여 RANKL 에 의해 유도되는 유전자를 선별하였다. 그 중에서 파골 세포 분화 과정에 있어서 아직 밝혀 지지 않은 유전자인 RUFY4 를 타깃으로 잡아 실험하였다. shRNA 를 이용하여 RUFY4 의 유전자 양을 현저하게 적은 양으로 발현 하였을 때 파골 세포의 분화가 억제 되었다. 그리고 MAPKs 억제제 (inhibitor) 에 의해서 RUFY4 RNA 의 발현이 억제된 것으로 보아 RANKL에 의한 MAPK depenent pathway 를 통해 RUFY4 가 발현 된다는 것을 알 수 있었다. 또한 RUFY4 가 세포 내에서 후기 엔도솜에 위치 하는 것을 볼 수 있었고, 후기 엔도솜 마커인 Rab7과 같은 곳에 위치 하며, RUFY4 의 RUN domain 을 통하여 Rab7 과 상호 작용하는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과를 통하여, RUFY4 는 파골 세포의 분화와 기능에 있어서 중요하게 작용 함을 알 수 있다.