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ACSL5のスプライスサイト変異：細胞生存率とタンパク質発現に相反する効果を促進するマーカー
Splice-site variant in ACSL5: a marker promoting opposing effect on cell viability and protein expression.
PMID: 31053784 PMCID: PMC6871522. DOI: 10.1038/s41431-019-0414-5.
抄録
長鎖アシル-CoA合成酵素（ACSL）は、コエンザイムA（CoA）とチオエステル化することで脂肪酸（FA）を活性化し、FA-CoAを生成します。これらの産物は、脂質代謝や発がんに不可欠なものです。これまでの研究で、私たちはACSL5転写物の43％にエクソン20スキップを促進するイントロニックバリアントrs2256368:A>Gを同定しましたが、その機能的な関連性は明らかになっていませんでした。ここでは、スプライス（Spl）とノンスプライス（NSpl）のACSL5変異体の発現と、細胞に脂肪酸代謝を強制する培養条件下での細胞生存率への影響を比較した。我々は、1000 Genomes Projectで得られたSpl遺伝子型を持つリンパ球形成細胞株が、Spl RNAの翻訳効率が悪いために、総ACSL5タンパク質の発現が低下していることを発見した。これらの細胞は、ミリスチン酸酢酸イオノマイシン（PMA-Io）やグルコースを含まない培地で培養した場合、増殖が阻害され、活性酸素の産生はPMA-Ioで増加した。また、HEK239T（腎臓）、U87（アストログリオーマ）、HOG（オリゴデンドロサイト）細胞にACSL5-アイソフォームを特異的にトランスフェクションしたところ、Splタンパク質の発現が低下しているにもかかわらず、Splタンパク質が細胞増殖阻害の要因となっていることが明らかになった。これらの知見は、ACSL5タンパク質のSplアイソフォームに起因する成長阻害活性を、NSplの活性とは逆に予測できることを示唆している。その機能を深く理解することで、代謝性疾患や癌への応用が期待されます。
Long-chain Acyl-CoA synthetases (ACSLs) activate fatty acids (FAs) by thioesterification with Coenzyme A (CoA), generating FA-CoAs. These products are essential for lipid metabolism and carcinogenesis. In previous study, we identified an intronic variant rs2256368:A>G, whose G allele promotes exon 20 skipping in up to 43% of ACSL5 transcripts but its functional relevance is unclear. Here, we compared the expression of splice (Spl) and nonsplice (NSpl) ACSL5 variants and the effect on cell viability under culture conditions that force cells to metabolize fatty acids. We found that lymphoblastoid cell lines from 1000 Genomes Project, bearing Spl genotypes, showed a reduced expression of total ACSL5 protein due to an inefficient translation of the Spl RNA. These cells impaired growth in cultures with phorbol myristate acetate-ionomycin (PMA-Io) or medium deprived of glucose, while production of reactive oxygen species increased in PMA-Io. Specific ACSL5-isoform transfection in HEK239T (kidney), U87 (astroglioma), and HOG (oligodendrocyte) cells showed the Spl protein to be the causal factor of cell-growth inhibition, despite its reduced protein expression. Our findings indicate that the variant rs2256368:A>G can predict a growth inhibitory activity, caused by the Spl isoform of ACSL5 protein, opposed to the activity of the NSpl. Deep understanding of its functioning might have application in metabolic diseases and cancer.