4F2HC/LAT1複合体は、血液脳関門を横切ってL-DOPAを輸送します

L-DOPAは、アミノ酸輸送体であるシステムLによって血液脳関門（BBB）を介して輸送されます。最近、システムLは2つのサブユニット、4F2HC、およびLAT1またはLAT2のいずれかで構成されていることが実証されています。4F2HC/LAT1および4F2HC/LAT2は異なる輸送特性を示していますが、脳内の分布は決定されていません。4F2HC/LAT1がBBB全体のL-DOPA輸送に関与しているかどうかを明確にするために、最初にin vitro BBBモデルとして、マウス脳毛細血管内皮細胞株MBEC4の4F2HC/LAT1の発現を調べました。北部のハイブリダイゼーションと免疫ブロッティングにより、4F2HCとLAT1の両方が発現し、MBEC4細胞でヘテロダイマーを形成することが明らかになりました。4F2HC/LAT1がL-DOPAを輸送するシステムLとして機能するかどうかを確認するために、L-DOPAの取り込みを細胞に特徴付けました。取り込みプロセスは、時間依存性、温度感受性、およびNA（+） - 独立でした。かさばる側鎖と二環式アミノ酸、2-アミノビシクロ - [2、2,1] - ヘプタン-2-カルボン酸（BCH）を伴う中性アミノ酸は、L-DOPAの取り込みをMBEC4細胞に大幅に阻害し、一方で、酸性アミノ酸、塩基性アミノ酸、グリシンは効果がありませんでした。アラニン、アスパラギン、グルタミン、セリン、スレオニンなどの他の中性アミノ酸は、せいぜいL-DOPAの取り込みをせいぜい阻害しました。これらの特性は、4F2HC/LAT2の特性ではなく、4F2HC/LAT1の特性とより互換性があります。最後に、抗LAT1抗体による免疫組織化学は、LAT1が主に中枢神経系の微小血管で発現することを実証しました。これは、4F2HC/LAT1複合体がBBB全体のL-DOPA輸送に関与していることを示す最初のレポートです。

L-DOPA is transported across the blood-brain barrier (BBB) by an amino acid transporter, system L. Recently, it has been demonstrated that system L consists of two subunits, 4F2hc and either LAT1 or LAT2. 4F2hc/LAT1 and 4F2hc/LAT2 show different transport characteristics, while their distribution in the brain has not been determined. To clarify whether 4F2hc/LAT1 participates in L-DOPA transport across the BBB, we first examined the expression of 4F2hc/LAT1 in the mouse brain capillary endothelial cell line, MBEC4, as an in vitro BBB model. Northern hybridization and immunoblotting revealed that both 4F2hc and LAT1 are expressed and form a heterodimer in MBEC4 cells. To confirm whether 4F2hc/LAT1 acts as system L to transport L-DOPA, we characterized L-DOPA uptake into the cells. The uptake process was time-dependent, temperature-sensitive, and Na(+)-independent. Neutral amino acids with bulky side chains and a bicyclic amino acid, 2-aminobicyclo-[2, 2,1]-heptane-2-carboxylic acid (BCH), inhibited L-DOPA uptake into MBEC4 cells to a great extent, while an acidic amino acid, basic amino acids, and glycine had no effect. Other neutral amino acids, such as alanine, asparagine, glutamine, serine, and threonine inhibited L-DOPA uptake by 40-70% at most. These characteristics are more compatible with those of 4F2hc/LAT1, rather than those of 4F2hc/LAT2. Finally, immunohistochemistry with anti-LAT1 antibody demonstrated that LAT1 is predominantly expressed in the microvessels of the central nervous system. This is the first report showing that the 4F2hc/LAT1 complex participates in L-DOPA transport across the BBB.