Identification of a novel function of tankyrase : inhibition of tankyrase catalytic activity leads to increased cellular cholesterol levels

Abstract

Tankyrase 1 og 2 er multifunksjonelle proteiner som har viktige roller i mange cellulære prosesser. Den mest studerte funskjonen av tankyrase er regularingen av WNT/β-catenin signalveien og tankyraseinhibitorer utforskes som en terapautisk strategi for WNT/β-catenin drevet kreft. For sikker utvikling av tankyraseinhibitorer som terapuatiske midler er det viktig at alle potensielle effekter som tankyrase inhibering kan forårsake i målcellene er godt karakterisert. I denne studien ble cellulære effekter av tankyraseinhibitoren G007-LK analysert i tarmkreft cellelinjen RKO hvor vekst ikke blir påvirket av G007-LK behandling. Analyse av RNA sekvenserings data viste at behandling med G007-LK på RKO celler resulterte i oppregulert transkripsjon av gener involvert i kolesterol biosyntese. Måling av cellulære kolesterolnivåer viste at RKO celler behandlet med G007-LK inneholdt økte mengder kolesterol. Analyse av funskjonelle konsekvenser av økte kolesterolnivåer viste at RKO celler behandlet med G007-LK hadde økt antall lipid rafts i plasma membranen og økte cellulære nivåer av 24S-hydroksykolesterol og 25-hydroksykolesterol. Samlet sett har dette arbeidet vist at inhibering av tankyrase ved G007-LK øker de cellulære kolesterol nivåene i RKO celler og det er for første gang sett en mulig sammenheng mellom tankyraseaktivitet og regulering av cellulære kolesterol nivåer.

Tankyrases are multifunctional proteins that have important roles in many cellular processes. The most studied function of tankyrase is regulation of WNT/β-catenin signaling pathway and tankyrase inhibitors are explored as a therapeutic strategy for WNT/β-catenin driven cancers. For safe development of tankyrase inhibitors as therapeutic agents it is important that all potential effects that tankyrase inhibition might cause on the targeted cells are well characterized. In this work the cellular effect of the tankyrase inhibitor G007-LK was analyzed in the colorectal cancer RKO cell line that is insensitive to growth inhibition by G007-LK treatment. Analysis of RNA sequencing data showed that G007-LK treatment of RKO cells resulted in up regulated transcription of genes involved in cholesterol biosynthesis. Measurement of cellular cholesterol levels revealed that G007-LK treated RKO cells contained increased amounts of cholesterol. Analysis of functional consequences of the increased cholesterol levels showed that G007-LK treated RKO cells had increased amounts of lipid rafts in the plasma membrane and increased cellular levels of 24S-hydroxycholesterol and 25-hydroxycholesterol. Altogether, this work have shown that inhibition of tankyrase by G007-LK increases the cellular cholesterol levels in RKO cells and presents for the first time a possible link between tankyrase activity and regulation of cellular cholesterol levels.