ALDH1L1は、PP1およびPP2Aによるコフィリンの脱リン酸化を介して細胞の運動性を阻害します

ここでは、ALDH1L1（FDH、腫瘍抑制因子のような特性を持つ葉酸酵素）が細胞の運動性を阻害することを報告します。基礎となるメカニズムには、f-アクチンの安定化、細胞質アクチンの糸状アクチンの強い圧力への再分布、およびアクチンストレス繊維の形成が含まれます。FDHを発現するA549細胞は、光退色アッセイ後の蛍光回復における緑色蛍光タンパク質蛍光の回復がはるかに遅く、G-アクチン重合の増加と、ピレン - アクチン蛍光アッセイのF-アクチン解凍速度の減少を示しました。アクチンダイナミクスの阻害。これらの効果は、PP1およびPP2Aセリン/スレオニンタンパク質ホスファターゼによるアクチン脱重合因子コフィリンの堅牢な脱リン酸化と関連していたが、コフィリン特異的ホスファターゼのスリングショットとクロノフィンではなかった。実際、PP1/PP2A阻害剤カリクリンは、コフィリンの脱リン酸化を防止し、運動性を回復しました。JUN N末端キナーゼ阻害剤SP600125またはパンカスパーゼ阻害剤ZVAD-FMKによるFDH誘発アポトーシスの阻害は、リンコフィリンの運動性またはレベルを回復しませんでした。興味深いことに、コフィリン小干渉RNAまたはリン酸化欠損S3Aコフィリン変異体の発現は、G-アクチンとアクチンストレス繊維形成の減少をもたらしました。対照的に、構成的リン酸化を模倣するS3D変異体の発現は、コフィリン依存性のメカニズムをさらにサポートするこれらの効果を妨げました。コフィリンの脱リン酸化とFDHに応答した運動性の阻害も、培地の葉酸の増加によって防ぐことができます。さらに、FDHの非存在下で、葉酸枯渇自体は、いくつかの細胞株におけるコフィリンの脱リン酸化と運動性の阻害をもたらしました。私たちの実験は、これらの効果が特異的であり、栄養飢vに対する一般的な反応ではないことを示しました。全体として、この研究は、葉酸状態に反応して運動性を調節する明確な細胞内シグナル伝達経路の存在を示しており、悪性表現型の促進に存在するメカニズムに向かってポイントを示しています。

Here we report that ALDH1L1 (FDH, a folate enzyme with tumor suppressor-like properties) inhibits cell motility. The underlying mechanism involves F-actin stabilization, re-distribution of cytoplasmic actin toward strong preponderance of filamentous actin and formation of actin stress fibers. A549 cells expressing FDH showed a much slower recovery of green fluorescent protein-actin fluorescence in a fluorescence recovery after photobleaching assay, as well as an increase in G-actin polymerization and a decrease in F-actin depolymerization rates in pyren-actin fluorescence assays indicating the inhibition of actin dynamics. These effects were associated with robust dephosphorylation of the actin depolymerizing factor cofilin by PP1 and PP2A serine/threonine protein phosphatases, but not the cofilin-specific phosphatases slingshot and chronophin. In fact, the PP1/PP2A inhibitor calyculin prevented cofilin dephosphorylation and restored motility. Inhibition of FDH-induced apoptosis by the Jun N-terminal kinase inhibitor SP600125 or the pan-caspase inhibitor zVAD-fmk did not restore motility or levels of phosphor-cofilin, indicating that the observed effects are independent of FDH function in apoptosis. Interestingly, cofilin small interfering RNA or expression of phosphorylation-deficient S3A cofilin mutant resulted in a decrease of G-actin and the actin stress fiber formation, the effects seen upon FDH expression. In contrast, the expression of S3D mutant, mimicking constitutive phosphorylation, prevented these effects further supporting the cofilin-dependent mechanism. Dephosphorylation of cofilin and inhibition of motility in response to FDH can also be prevented by the increased folate in media. Furthermore, folate depletion itself, in the absence of FDH, resulted in cofilin dephosphorylation and inhibition of motility in several cell lines. Our experiments showed that these effects were folate specific and not a general response to nutrient starvation. Overall, this study shows the presence of distinct intracellular signaling pathways regulating motility in response to folate status and points toward mechanisms involving folates in promoting a malignant phenotype.