F508del-CFTRの処理とCFTR調節因子による機能の完全な救済は、2つの調節領域の除去によって達成することができます

Full Rescue of F508del-CFTR Processing and Function by CFTR Modulators Can Be Achieved by Removal of Two Regulatory Regions.

• Inna Uliyakina
• Hugo M Botelho
• Ana C da Paula
• Sara Afonso
• Miguel J Lobo
• Verónica Felício
• Carlos M Farinha
• Margarida D Amaral

抄録

嚢胞性線維症（CF）は、チャネルとして機能する唯一のATP結合カセット（ABC）トランスポーターであるCF膜コンダクタンスレギュレーター（CFTR）の突然変異によって引き起こされます。CFTRに特徴的なのは、高度に構造的にダイナミックな領域であるレギュラトリー・エクステンション（RE）を含むレギュラトリー・ドメインです。CFTRの最初のヌクレオチド結合ドメインには、もう一つの動的領域である調節挿入部（RI）が含まれている。このRIを除去すると、CFTRの最も一般的な突然変異であるF508delのトラフィッキング欠損が解消されます。ここで我々は、F508del-CFTRのトラフィッキングに対するRE除去（RIまたは遺伝的復帰剤の有無にかかわらず）の影響、およびCFTR調節薬VX-809/lumacaftorおよびVX-770/ivacaftorがこれらの変異をどのように救済するかを評価することを目的とした。我々は、ΔREおよびΔRI CFTRを発現する細胞株を作製し（遺伝的復帰体の有無にかかわらず）、CFTRの発現、安定性、血漿膜レベル、およびチャネル活性を評価した。我々のデータは、ΔRIがVX-809によるF508del-CFTRのレスキューを有意に増強することを示した。RIの存在は、VX-809によるF508del-CFTRの処理の完全な救済を妨げているように思われるが、この領域はVX-770によるF508del-CFTRの機能の救済に不可欠であるように思われ、これらの2つの調節因子によるF508del-CFTRの救済には何らかの矛盾した役割があることを示唆している。F508del-CFTRに対するVX-770刺激電流に対するRI除去のこの負の影響は、この変異体の安定化にもつながるREの欠失によって補償することができる。両方の領域は構造的にダイナミックであるにもかかわらず、RIはF508del-CFTRの処理を妨げる一方で、REはその安定性とチャネルの開通にほとんど影響を与えます。

Cystic Fibrosis (CF) is caused by mutations in the CF Transmembrane conductance Regulator (CFTR), the only ATP-binding cassette (ABC) transporter functioning as a channel. Unique to CFTR is a regulatory domain which includes a highly conformationally dynamic region-the regulatory extension (RE). The first nucleotide-binding domain of CFTR contains another dynamic region-regulatory insertion (RI). Removal of RI rescues the trafficking defect of CFTR with F508del, the most common CF-causing mutation. Here we aimed to assess the impact of RE removal (with/without RI or genetic revertants) on F508del-CFTR trafficking and how CFTR modulator drugs VX-809/lumacaftor and VX-770/ivacaftor rescue these variants. We generated cell lines expressing ΔRE and ΔRI CFTR (with/without genetic revertants) and assessed CFTR expression, stability, plasma membrane levels, and channel activity. Our data demonstrated that ΔRI significantly enhanced rescue of F508del-CFTR by VX-809. While the presence of the RI seems to be precluding full rescue of F508del-CFTR processing by VX-809, this region appears essential to rescue its function by VX-770, suggesting some contradictory role in rescue of F508del-CFTR by these two modulators. This negative impact of RI removal on VX-770-stimulated currents on F508del-CFTR can be compensated by deletion of the RE which also leads to the stabilization of this mutant. Despite both regions being conformationally dynamic, RI precludes F508del-CFTR processing while RE affects mostly its stability and channel opening.