Phagocytosis and Cell fusion mediated by Stabilin2

A principal component of cellular homeostasis is comprised of intercellular signaling, where diverse intermembrane activities take place mainly through membrane fusion. Deficits of membrane fusion can result in infertility, degenerative diseases, cancer and diabetes. Thus membrane biology, especially the fundamental research on membrane fusion, is essential in understanding the biological phenomenon. we aims to construct a combinational approach to study membrane fusion in various diseases, by adopting from biochemical, cell biological and biophysical (single molecular imaging) techniques. With this solid foundation, she will pursue research in various diseases that result from irregularities in membrane fusion.

Following our discovery in the interaction of Stabilin2 (Stab2), a macrophage surface protein and exposed phosphatidylserine(PS) on apoptotic cell that results in phagocytosis, this laboratory continues to pursue research in the role of Stabilin2. In addition, we have unveiled the role of Stab2 in myocyte fusion, which is not yet widely researched. Thus we propose to further investigate the role of Stab2 in phagocytosis and cell fusion as well as the associated intracellular signals and transport proteins, in order to clarify the mechanisms involved.

세포는 생체막 간의 “Membrane fusion”을 통하여 물질 운반 및 단백질수송, 외부와의 신호 전달, 세포간 결합 등 다양한 생명현상을 정상적으로 유지시키고 있다. 뿐만 아니라, membrane fusion 과정의 손상은 불임, 퇴행성질환, 암, 당뇨 등의 질환을 야기 시킬 수 있기 때문에 “Membrane biology", 그 중에서도 membrane fusion에 대한 기초연구는 생명 현상을 연구하는데 있어 그 중요성이 매우 크다. 본 연구실은 “Membrane fusion in various diseases”라는 목표 하에 다양한 세포 (Cancer cell, Fat cell, Virus 등)의 Membrane mechanism을 여러 가지 연구 기법 (Biochemistry, Cell biology, Biophysics-Single molecule imaging)을 융합하여 분석하고자 한다. 이를 통하여 획득된 지식을 바탕으로 membrane fusion의 결함, 혹은 비정상적 증가로 인하여 야기되는 다양한 질병을 연구하여 그 해결점을 모색하고자 한다.

본 연구실에서는 세포막 단백질인 Stabilin2 (Stab2) 가 대식세포에서 발현되어 사멸되는 세포 (Apoptotic cells)의 막지질 중 하나인 Phosphatidylserine (PS)를 인식해 탐식 작용을 촉진하는 것을 발견해 이에 관한 연구를 진행중이다. 또한 본 연구실에서는 Stab2가 대식세포의 탐식 작용 뿐만 아니라 근육세포의 분화에서 세포의 융합에도 중요한 역할을 하는 것을 밝혔는데, 이에 대한 하부 신호 전달에 대해서는 아직 많이 밝혀져 있지 않다. 본 실험실에서는 Stab2에 의한 탐식 작용과 세포 융합에서의 하부 신호 전달 단백질 들을 밝혀 정확한 기작을 규명하고자 한다.

Ablation of stabilin-2resulted in impaired myoblast fusion

Ectopic expression of stabilin-2 in fibroblasts induced 

cell-cell fusion