SIRT1活性化は、遺伝性コバラミン障害によって誘発されるRNA結合タンパク質の誤局在と認知欠陥を救助します

背景：ビタミンB12またはコバラミン代謝の先天性誤差の分子的結果は、理解されていないことにはほど遠い。さらに、通常、従来の治療に耐性のある神経学的結果の治療には、革新的な治療戦略が必要です。私たちの以前の発見は、SIRT1、細胞ストレス、およびRNA結合タンパク質（RBP）の間のリンクが、ビタミンB12代謝障害によって引き起こされる病理学的メカニズムにおける誤局在化を示唆しています。 目的と方法：この研究の目標は、メチオニンシンターゼ活性障害によって引き起こされる分子メカニズムに対するSRT1720を使用して、SIRT1の薬理学的活性化の効果を調査することでした。CBLGおよびCBLC遺伝性のビタミンB12代謝の欠陥と、神経細胞に特異的なメチオニン合成酵素欠乏症の元のトランスジェニックマウスモデルを使用したin vivoを有する患者からの線維芽細胞とのin vitroで実験を実施しました。RBPS HuR、HNRNPA1、RBM10、SRSF1、Y14の細胞内局在は、患者の線維芽細胞における免疫染色と共焦点顕微鏡により調査されました。RBPSメチル化とリン酸化は、共免疫沈降と近接結紮アッセイによって研究されました。SRT1720で処理したトランスジェニックマウスの認知性能は、水生迷路で測定されました。 結果：ビタミンB12代謝のCBLCおよびCBLG欠陥を伴う患者線維芽細胞は、小胞体ストレス、メチル化、リン酸化、およびHNRNPA1およびRBM10、グローバルmRNA誤局在化のHNRNPA1依存性スキッピングの増加の増加のメチル化、リン酸化、および細胞内局在化を示しました。線維芽細胞のコバラミン、S-アデノシルメチオニン、および岡田酸とのインキュベーションは、RBPSおよびmRNAの局在を救助しました。SIRT1活性化化合物SRT1720はERストレスを阻害し、RBPとmRNAの誤局在化とIRF3スプライシングを救助しました。このSIRT1アゴニストによる治療は、患者の線維芽細胞におけるこれらすべての特徴を防止しましたが、メチオニンシンターゼ条件付きノックアウトマウスの不十分な海馬依存性学習能力も改善しました。 結論：ERストレス、RBPの誤局在化、mRNAの人身売買を関連付けるCBL代謝の先天性誤差によって引き起こされる分子メカニズムを解明することにより、私たちの研究は、ビタミンB12代謝の先天性エラーの治療のための新しい治療的視点を開きます。

BACKGROUND: The molecular consequences of inborn errors of vitamin B12 or cobalamin metabolism are far from being understood. Moreover, innovative therapeutic strategies are needed for the treatment of neurological outcomes that are usually resistant to conventional treatments. Our previous findings suggest a link between SIRT1, cellular stress and RNA binding proteins (RBP) mislocalization in the pathological mechanisms triggered by impaired vitamin B12 metabolism. OBJECTIVES AND METHODS: The goal of this study was to investigate the effects of the pharmacological activation of SIRT1 using SRT1720 on the molecular mechanisms triggered by impaired methionine synthase activity. Experiments were performed in vitro with fibroblasts from patients with the cblG and cblC inherited defects of vitamin B12 metabolism and in vivo with an original transgenic mouse model of methionine synthase deficiency specific to neuronal cells. Subcellular localization of the RBPs HuR, HnRNPA1, RBM10, SRSF1 and Y14 was investigated by immunostaining and confocal microscopy in patient fibroblasts. RBPs methylation and phosphorylation were studied by co-immunoprecipitation and proximity ligation assay. Cognitive performance of the transgenic mice treated with SRT1720 was measured with an aquatic maze. RESULTS: Patient fibroblasts with cblC and cblG defects of vitamin B12 metabolism presented with endoplasmic reticulum stress, altered methylation, phosphorylation and subcellular localization of HuR, HnRNPA1 and RBM10, global mRNA mislocalization and increased HnRNPA1-dependent skipping of IRF3 exons. Incubation of fibroblasts with cobalamin, S-adenosyl methionine and okadaic acid rescued the localization of the RBPs and mRNA. The SIRT1 activating compound SRT1720 inhibited ER stress and rescued RBP and mRNA mislocalization and IRF3 splicing. Treatment with this SIRT1 agonist prevented all these hallmarks in patient fibroblasts but it also improved the deficient hippocampo-dependent learning ability of methionine synthase conditional knock-out mice. CONCLUSIONS: By unraveling the molecular mechanisms triggered by inborn errors of cbl metabolism associating ER stress, RBP mislocalization and mRNA trafficking, our study opens novel therapeutic perspectives for the treatment of inborn errors of vitamin B12 metabolism.