Characterization of a novel role of the Birt-Hogg-Dubé tumor suppressor protein in metabolism

The Birt-Hogg-Dubé (BHD) syndrome is a hereditary human cancer syndrome that predisposes affected individuals to develop skin hamartomas, lung cysts and pneumothorax as well as renal carcinoma. BHD is caused by loss-of-function mutations in the folliculin (FLCN) gene. The molecular function of the FLCN gene product is still largely unknown; opposite and conflicting evidence of mTOR signaling activity has been reported. To further study the development of BHD malignancies, a novel conditional Pax8Cre FLCN floxed mouse model was generated. Pathological analysis revealed that the mice developed a unique and relevant phenotype of renal tubule hyperplasia, multifocal renal cysts, adenomas as well as histiocytic sarcoma. From this model, FLCN-null MEFs were generated to further investigate the molecular pathways by which FLCN suppresses tumorigenesis. Preliminary data showing lengthened survival of FLCN-null MEFs under metabolic stress supports a role for FLCN in nutrient sensing. Upon further investigation, FLCN-null MEFs show an increase in mitochondrial biogenesis as denoted by an increase in AMP:ATP ratio, respiration rates, lactate levels, mitochondrial numbers and PGC1-alpha/beta transcripts. We hypothesize that the previously shown indirect physical interaction between AMPK and FLCN could provide a rationale for the striking metabolic phenotype. To this end, FLCN-null MEFs with stably knocked down levels of AMPKalpha1/2 isoforms were generated in an attempt to rescue the novel metabolic phenotype. Altogether, these studies are aimed to further elucidate the metabolic function of FLCN in order to better understand its role as a tumor suppressor.Le syndrome de Birt-Hogg-Dubé (BHD) prédispose les personnes atteintes à développer des hamartomes de la peau, des kystes pulmonaires et un carcinome du rein. Le syndrome de BHD est causé par des mutations causant la perte de fonction d'un gène encodant la folliculine (FLCN). Les fonctions moléculaires de la FLCN sont encore peu connues. Ici, nous étudions la progression de néoplasmes du syndrome de BHD, tel que de l'hyperplasie kystique et des adénomes rénaux, en utilisant un nouveau modèle de souris transgénique conditionnel Pax8 Cre FLCN. Créés de ce modèle, des fibroblastes embryonnaires de souris (FES) nuls pour l'expression de la FLCN présentent une survie prolongée face à restrictions nutritives de même qu'une augmentation de biogénèse mitochondriale tel que démontré par des taux élevés d'ARN messager de PGC1-alpha/beta, un haut ratio d'AMP:ATP et une augmentation de phosphorylation oxidative. Ensemble, ces données préliminaires et inédites supportent un rôle pour la FLCN dans la détection de nutriments. Nous émettons l'hypothèse que l'interaction précédemment publiée entre la kinase AMPK et le FLCN pourrait expliquer ce phénotype métabolique. Afin de vérifier cette hypothèse, les FES nuls pour la FLCN exprimant des shARN de la kinase AMPK alpha1/2 stable ont été générés. Ensemble, ces études novatrices ont comme but d'élucider les fonctions métaboliques de la FLCN afin de mieux co mprendre son mécanisme de suppression de tumeurs