TM9SF4は、新規なV-ATPaseと相互作用するタンパク質であり、結腸癌細胞の薬剤耐性や浸潤性に関連した腫瘍pHの変化を調節します

TM9SF4 is a novel V-ATPase-interacting protein that modulates tumor pH alterations associated with drug resistance and invasiveness of colon cancer cells.

• F Lozupone
• M Borghi
• F Marzoli
• T Azzarito
• P Matarrese
• E Iessi
• G Venturi
• S Meschini
• A Canitano
• R Bona
• A Cara
• S Fais

抄録

細胞膜を横切る逆pH勾配は、細胞外アシドーシスおよび細胞質アルカリ化によって特徴づけられる悪性がん細胞の典型的な特徴である。これらの調節異常は、腫瘍の進行、転移、および固形癌の化学療法/免疫抵抗性の特徴を促進する独特の環境を作り出すことができる。腫瘍細胞のpH変化を媒介する重要なイベントは、(H+)-vacuolar-ATPase(V-ATPase)などのイオンチャネルおよびプロトンポンプの異常な活性化である。TM9SF4は、あまり特徴のない膜貫通タンパク質であり、我々は最近、転移性メラノーマ細胞の共食い行動に関連していることを示した。ここでは、TM9SF4がV-ATPase活性化に関与する新規なV-ATPase関連タンパク質であることを示している。我々は、TM9SF4がV-ATPase V1セクターのATP6V1Hサブユニットと相互作用することをHCT116およびSW480結腸癌細胞株で観察した。TM9SF4をsmall interfering RNAで抑制すると、V-ATPase V0/V1セクターのアセンブリーが強く減少し、したがって、細胞質pHの低下、細胞内小胞のアルカリ化、および細胞外酸性度の低下を伴う腫瘍pH勾配を逆転させる。このような効果は、結腸癌細胞の浸潤挙動を有意に抑制し、5-フルオロウラシルの細胞毒性効果に対する感受性を高めることと関連している。本研究は、V-ATPaseの異常な構成活性化と悪性表現型の発現におけるTM9SF4の重要な役割を初めて示しており、将来の抗がん剤治療のターゲットとしてTM9SF4を使用する可能性を支持するものである。

An inverted pH gradient across the cell membranes is a typical feature of malignant cancer cells that are characterized by extracellular acidosis and cytosol alkalization. These dysregulations are able to create a unique milieu that favors tumor progression, metastasis and chemo/immune-resistance traits of solid tumors. A key event mediating tumor cell pH alterations is an aberrant activation of ion channels and proton pumps such as (H+)-vacuolar-ATPase (V-ATPase). TM9SF4 is a poorly characterized transmembrane protein that we have recently shown to be related to cannibal behavior of metastatic melanoma cells. Here, we demonstrate that TM9SF4 represents a novel V-ATPase-associated protein involved in V-ATPase activation. We have observed in HCT116 and SW480 colon cancer cell lines that TM9SF4 interacts with the ATP6V1H subunit of the V-ATPase V1 sector. Suppression of TM9SF4 with small interfering RNAs strongly reduces assembly of V-ATPase V0/V1 sectors, thus reversing tumor pH gradient with a decrease of cytosolic pH, alkalization of intracellular vesicles and a reduction of extracellular acidity. Such effects are associated with a significant inhibition of the invasive behavior of colon cancer cells and with an increased sensitivity to the cytotoxic effects of 5-fluorouracil. Our study shows for the first time the important role of TM9SF4 in the aberrant constitutive activation of the V-ATPase, and the development of a malignant phenotype, supporting the potential use of TM9SF4 as a target for future anticancer therapies.