Functional characterization of capillary morphogenesis gene 2 and its mutants that cause the hyaline fibromatosis syndrome

Capillary Morphogenesis Gene-2 (CMG2) is a transmembrane receptor that shares similarity with integrins and it is thought to be involved in homeostasis of the extracellular matrix (ECM). The exact physiological role of CMG2 remains unclear, but cmg2 mutants retained in the endoplasmic reticulum are cause to the fatal hereditary disease Hyaline Fibromatosis Syndrome (HFS). Using proximity-dependent complex biotinylation (BioID) to map the intracellular interaction network of CMG2, we identified interactions that play important roles in cell-cell adhesions, cells- extracellular matrix interactions and clathrin-mediated endocytosis. The involvement of integrin beta-1 and the epidermal growth factor receptor (EGFR) suggest a role in the coordination and coupling with CMG2 signaling pathways. Then to identify CMG2 extracellular ligands, recombinant extracellular CMG2 domain, in ECM protein binding assays, was found to bind intercellular adhesion desmosomes. We show that the extracellular von Willebrand domain of CMG2 binds to collagen VI. This leads to prolonged tyrosine phosphorylation which in turn phosphorylates CMG2, leading to ubiquitination. In the CMG2 BioID network collagen VI also triggers clathrin dependent endocytosis of CMG2, indicating that binding of collagen VI to CMG2 receptors is followed by cellular uptake, lysosomal sending, and degradation; this links the intracellular region of CMG2 to the underlying cytoskeleton. We then investigated whether treatment with the proteasomal inhibitor MG132, can restore the trafficking defect of cmg2 mutants (C218R, L105D and L329R). The correction status was assessed via immunoblotting and mass spectrometry. We found that the trafficking defect can be corrected by proteasomal inhibition and that the mutants interact significantly more with a component of the ER-Golgi intermediate compartment (ERGIC-53). Proteasomal inhibition displayed a sevenfold reduction of the mutant cmg2 interaction with ERGIC-53. We establish that CMG2 contribute to ECM homeostasis by linking the adhesion desmosomes and ECM proteins (collagen) to the underlying cytoskeleton, process which are essential for cell migration, proliferation, and differentiation. This work also illustrates that the proteasome and components of the ERGIC-53 are potential therapeutic targets for treating HFS.Morphogenèse Capillaire Gene-2 ​​(CMG2) est un récepteur transmembranaire qui partage la similarité avec les intégrines et on pense qu'il est impliqué dans l'homéostasie de la matrice extracellulaire (ECM). Le rôle physiologique exact de CMG2 reste incertain, mais les mutants cmg2 retenus dans le réticulum endoplasmique sont la cause de la maladie héréditaire fatale du syndrome de la fibromatose hyaline (HFS).En utilisant la biotinylation complexe dépendante de la proximité (BioID) pour cartographier le réseau d'interaction intracellulaire de CMG2, nous avons identifié des interactions qui jouent un rôle important dans les adhérences cellule-cellule, les interactions matrice extracellulaire et l'endocytose médiée par la clathrine. L'implication de l'intégrine bêta-1 et du récepteur du facteur de croissance épidermique (EGFR) suggère un rôle dans la coordination et le couplage avec les voies de signalisation CMG2. Puis, pour identifier les ligands extracellulaires de CMG2, le domaine CMG2 extracellulaire recombinant, dans des dosages de liaison à la protéine ECM, s'est avéré se lier aux desmosomes d'adhésion intercellulaire. Nous montrons que le domaine extracellulaire von Willebrand de CMG2 se lie au collagène VI. Cela conduit à une phosphorylation prolongée de la tyrosine qui à son tour phosphoryle CMG2, conduisant à l'ubiquitination. Dans le réseau BioID de CMG2, le collagène VI déclenche également une endocytose dépendante de la clathrine de CMG2, indiquant que la liaison du collagène VI aux récepteurs CMG2 est suivie d'une captation cellulaire, d'un envoi lysosomal et d'une dégradation ; cela relie la région intracellulaire de CMG2 au cytosquelette sous-jacent. Nous avons ensuite étudié si le traitement avec l'inhibiteur du protéasome MG132, peut restaurer le défaut de trafic des mutants cmg2 (C218R, L105D et L329R). Le statut de correction a été évalué par immunoblot et spectrométrie de masse. Nous avons constaté que le défaut de trafic peut être corrigé par l'inhibition du protéasome et que les mutants interagissent significativement plus avec un composant du compartiment intermédiaire ER-Golgi (ERGIC-53). L'inhibition du protéasome a montré une réduction de sept fois de l'interaction mutante cmg2 avec ERGIC-53. Nous avons pu établir que CMG2 peut contribuer à l'homéostasie ECM en liant les desmosomes d'adhésion et les protéines ECM (collagène) au cytosquelette sous-jacent, processus qui sont essentiels pour la migration cellulaire, la prolifération et la différenciation. Ce travail illustre également que le protéasome et les composants de l'ERGIC-53 sont des cibles thérapeutiques potentielles pour le traitement du HFS