Abstract Rab18 has been linked to lipid metabolism and metabolic diseases in different model systems, but the mechanism of Rab18-mediated lipid droplet (LD) dynamics in muscle cells remains elusive. Here, we report that Rab18 plays an essential role in oleic acid (OA)-induced LD growth and formation in mouse myoblast cell line C2C12. Rab18 was translocated from endoplasmic reticulum (ER) to LDs during the LD growth induced by OA in C2C12 cells, which was directly regulated by perilipin 2 (PLIN2), a LD resident protein. LD-associated Rab18 bound with the C terminus of PLIN2, and the LD localization of Rab18 was diminished after PLIN2 deletion. Moreover, loss of function of Rab18 led to less triacylglycerol (TAG) accumulation and fewer but larger LD formation. In contrast, expression of wild type Rab18 and a constitutively active Rab18 (Q67L) mutant resulted in elevated TAG content and LD number. Furthermore, LD-associated Rab18 interacted with acyl-CoA synthetase long-chain family member 3 (ACSL3) and in turn, promoted the LD localization of ACSL3, which may play an important role in the accumulation of TAG induced by OA. These data showed that Rab18 was recruited to LD after OA treatment, and formed a complex with PLIN2 and ACSL3, which contributes to TAG accumulating and LD growth.

Abstract Over the past decade, great progress in sequencing technologies and computational biology has revealed that the majority of the mammalian genome considered to be noncoding is rich in functional elements able to produce proteins. Many RNA molecules, mis-annotated as noncoding, actually harbor small open reading frames that are predicted to code for proteins. Some of those proteins have been verified to play critical roles in multiple biological processes. The lipid droplet (LD) is a unique cellular organelle, conserved from bacteria to humans, and is closely associated with cellular lipid metabolism and metabolic disorders. No noncoding RNA-coded proteins have been identified on LDs. Here, for the first time, we searched the organelle for their presence. After the enrichment of small proteins of LDs isolated from myoblasts, we used mass spectrometry coupled with our lab made protein database to identify LD-associated noncoding RNA-encoded proteins (LDANPs). A total of 15 new proteins were identified. One of them was studied further and termed LDANP1. LDANP1 was localized on LDs by imaging, cell fractionation, and immunogold labeling. Like LD resident proteins, LDANP1 was degraded by the proteasome. Using the CRISPR/Cas9-mediated genome editing technique, the endogenous expression of LDANP1 was validated. The stable expression of LDANP1 suppressed the accumulation of triacylglycerol in oleic acid treated myoblasts and inhibited the rescue of palmitate-inhibited insulin sensitivity by oleic acid. In summary, we report for the first time that translatable, nominally noncoding RNA-derived proteins, which are new and cannot be identified using current research methods, were associated with LDs and that among these, LDANP1 modulated lipid metabolism and insulin sensitivity. The discovery of noncoding RNA-encoded proteins on LDs paves a new way for the research of LDs and lipid metabolism.

Dehydrogenase/reductase (SDR family) member1, DHRS1, a member of the conserved short chain dehydrogenase/reductase (SDR) superfamily, has been identified in lipid droplets proteome of different cells and tissues. However, until now, little is known about the potential role of DHRS1 on the lipid droplet (LD). Here, we report that DHRS1 localized to the lipid droplet in Huh7 and HeLa cells and ectopic expression of DHRS1 in HeLa cell induced a significant change in the lipid droplet morphology resulting in nearly 2 fold increase both in lipid droplet size and total triacylglycerol level independent of oleic acid treatment. DHRS1 interacted with ERLIN1, a non-caveolae lipid raft-like domain marker, in HeLa cell and ERLIN1 deficient HeLa cells displayed no detectable change in LD morphology. Although ectopic expression of DHRS1-GFP fusion protein in ERLIN1 deficient HeLa cells resulted in fewer GFP-labeled ring structures relative to WT HeLa cell; thus suggesting that ERLIN1 may be involved in regulating DHRS1 protein turnover. Taken together, these data showed that DHRS1 localized to the LD and induced a significant change in LD morphology which may be regulated by ERLIN1.

Transmembrane protein 52B (TMEM52B), a newly identified tumor-related gene, has been reported to regulate various tumors, yet its role in nasopharyngeal carcinoma (NPC) remains unclear. Transcriptomic analysis of NPC cell lines reveals frequent overexpression of TMEM52B, and immunohistochemical results show that TMEM52B is associated with advanced tumor stage, recurrence, and decreased survival time. Depleting TMEM52B inhibits the proliferation, migration, invasion, and oncogenesis of NPC cells in vivo. TMEM52B encodes two isoforms, TMEM52B-P18 and TMEM52B-P20, differing in their N-terminals. While both isoforms exhibit similar pro-oncogenic roles and contribute to drug resistance in NPC, TMEM52B-P20 differentially promotes metastasis. This functional discrepancy may be attributed to their distinct subcellular localization; TMEM52B-P18 is confined to the cytoplasm, while TMEM52B-P20 is found both at the cell membrane and in the cytoplasm. Mechanistically, cytoplasmic TMEM52B enhances AKT phosphorylation by interacting with phosphoglycerate kinase 1 (PGK1), fostering NPC growth and metastasis. Meanwhile, membrane-localized TMEM52B-P20 promotes E-cadherin ubiquitination and degradation by facilitating its interaction with the E3 ubiquitin ligase NEDD4, further driving NPC metastasis. In conclusion, the TMEM52B-P18 and TMEM52B-P20 isoforms promote the metastasis of NPC cells through different mechanisms. Drugs targeting these TMEM52B isoforms may offer therapeutic benefits to cancer patients with varying degrees of metastasis.