ヒト4F2HCおよびヒトアミノ酸輸送体LAT1またはLAT2のヘテロダイマーの高発現を伴う安定した細胞株の確立、およびα-アルキル部分との微分相互作用の描写

システムLは、中性アミノ酸の細胞摂取のための主要な輸送システムです。システムLトランスポーターの中で、L型アミノ酸トランスポーター1（LAT1）は癌細胞の栄養摂取の原因となりますが、L型アミノ酸輸送体2（LAT2）は非癌細胞のトランスポーターです。この研究では、HEK293細胞株を、細胞の天然ヒト4F2HCとヘテロダイマーを形成する高レベルのヒトLAT1およびLAT2を安定に発現させました。l - [（14）c]アラニンはLAT2の機能を調べるのに適切な基質であるのに対し、L- [（14）c]ロイシンはLAT1に使用されることがわかりました。L-[（14）c] lat2でアラニンを使用することにより、哺乳類細胞で発現したヒトLAT2の機能を初めて直接評価し、その信頼できる動態を取得しました。α-メチルアラニンとα-エチル-L-アラニンを含むα-アルキルアミノ酸を使用して、α-アルキル基がLAT2との相互作用を妨げることを実証しました。より高い実用的な利点を持つこれらの細胞株は、化合物のスクリーニングと分析に役立ち、がんの診断と治療薬に使用できるLAT1特異的薬物を開発します。細胞株を確立するために取った戦略は、重要な治療上の意味を持つ他のヘテロ二量体トランスポーターにも適用されます。

System L is a major transport system for cellular uptake of neutral amino acids. Among system L transporters, L-type amino acid transporter 1 (LAT1) is responsible for the nutrient uptake in cancer cells, whereas L-type amino acid transporter 2 (LAT2) is a transporter for non-cancer cells. In this study, we have established HEK293 cell lines stably expressing high levels of human LAT1 and LAT2 forming heterodimers with native human 4F2hc of the cells. We have found that L-[(14)C]alanine is an appropriate substrate to examine the function of LAT2, whereas L-[(14)C]leucine is used for LAT1. By using L-[(14)C]alanine on LAT2, we have for the first time directly evaluated the function of human LAT2 expressed in mammalian cells and obtained its reliable kinetics. Using α-alkyl amino acids including α-methyl-alanine and α-ethyl-L-alanine, we have demonstrated that α-alkyl groups interfere with the interaction with LAT2. These cell lines with higher practical advantages would be useful for screening and analyzing compounds to develop LAT1-specific drugs that can be used for cancer diagnosis and therapeutics. The strategy that we took to establish the cell lines would also be applicable to the other heterodimeric transporters with important therapeutic implications.