Molecular Characterization and Expression Analysis of Clathrin-Associated Adaptor Protein 3-δ Subunit 2 (AP3S2) in Chicken

A chicken clathrin-associated adaptor protein $3-{\delta}$ subunit 2 (AP3S2) is a subunit of AP3, which is involved in cargo protein trafficking to target membrane with clathrin-coated vesicles. AP3S2 may play a role in virus entry into host cells through clathrin-dependent endocytosis. AP3S2 is also known to participate in metabolic disease developments of progressions, such as liver fibrosis with hepatitis C virus infection and type 2 diabetes mellitus. Chicken AP3S2 (chAP3S2) gene was originally identified as one of the differentially expressed genes (DEGs) in chicken kidney which was fed with different calcium doses. This study aims to characterize the molecular characteristics, gene expression patterns, and transcriptional regulation of chAP3S2 in response to the stimulation of Toll-like receptor 3 (TLR3) to understand the involvement of chAP3S2 in metabolic disease in chicken. As a result, the structure prediction of chAP3S2 gene revealed that the gene is highly conserved among AP3S2 orthologs from other species. Evolutionarily, it was suggested that chAP3S2 is relatively closely related to zebrafish, and fairly far from mammal AP3S2. The transcriptional profile revealed that chAP3S2 gene was highly expressed in chicken lung and spleen tissues, and under the stimulation of poly (I:C), the chAP3S2 expression was down-regulated in DF-1 cells (P<0.05). However, the presence of the transcriptional inhibitors, BAY 11-7085 (Bay) as an inhibitor for nuclear factor ${\kappa}B$ ($NF{\kappa}B$) or Tanshinone IIA (Tan-II) as an inhibitor for activated protein 1 (AP-1), did not affect the expressional level of chAP3S2, suggesting that these transcription factors might be dispensable for TLR3 mediated repression. These results suggest that chAP3S2 gene may play a significant role against viral infection and be involved in TLR3 signaling pathway. Further study about the transcriptional regulation of chAP3S2 in TLR3 pathways and the mechanism of chAP3S2 upon virus entry shall be needed.

닭의 clathrin-associated adaptor protein $3-{\delta}$ subunit 2(AP3S2)는 clathrin-coated vesicle를 가진 표적 세포막으로 암 배양 단백질 수송에 관여한다. AP3S2는 C형 간염 바이러스 감염으로 간 섬유화를 매개하고, 2형 당뇨병과 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 또한, AP3S2는 clathrin-dependent endocytosis를 통해 숙주 세포로의 바이러스 유입에 관련된 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 기존 연구에서 닭 신장조직에서 차별 발현 유전자로 발굴된 닭 AP3S2 유전자의 분자유전학적 특성을 구명하고, 닭의 조직에서의 유전자 발현 양상을 조사하며, 톨-유사수용체 3 (Toll-like receptor 3; TLR3) 자극에 의한 전사 조절을 연구하였다. 닭 AP3S2 유전자가 코딩하는 단백질의 구조는 다른 종과 매우 보존적이고 진화적으로 제브라 피쉬와 가장 가깝고, 포유류와 가장 먼 것으로 추정되었다. 닭의 다양한 조직에서 닭 AP3S2 유전자의 전사 수준을 조사한 결과, 폐에서 가장 높게 발현되었으며, 그 다음은 비장 순이었다. 닭의 배아 섬유아세포 주인 DF-1세포에서 조사한 결과, AP3S2 유전자의 발현은 TLR3 신호자극에 의해 감소하였다. 전사조절인자인 $NF{\kappa}B$나 AP-1의 억제제를 이용하여 조사한 결과, $NF{\kappa}B$나 AP-1의 억제에 의해 유전자 발현이 영향을 받지 않았다. 이 결과는 DF-1 세포에서 닭 AP3S2 유전자의 발현은 적어도 이 두 전사조절인자와는 독립적인 경로에 의해 조절됨을 시사한다. 본 연구의 결과는 닭 AP3S2가 바이러스 감염에 역할을 하고, TLR3 신호에 관여함을 제시한다. 추가연구를 통해 닭 AP3S2의 전사 조절과 바이러스 침입 메커니즘을 구명할 필요가 있다고 사료된다.