Establishment of the platform for a drug discovery of multiple myeloma by targeting PBK-related signaling pathway

多発性骨髄腫（Multiple myeloma， 以下MM）は形質細胞由来の難治性血液悪性腫瘍である。MMの臨床病態は多彩であり、治療やその効果の予測は難しい。代表者は、MM治療の標的となりうる分子を同定するために、ゲノム編集法や遺伝子発現解析法を用いて新規予後不良因子としてPDZ-binding kinase（以下PBK）を発見した。本研究では、PBKノックアウトマウスを用いた生理学的機能の解明、PBK関連分子の同定、新たな作用機序を有する新規治療薬の創出を目指す方針とした。PBK遺伝子破壊（PBK-KO）マウス組織を用いた包括的遺伝子発現解析によって、PBKの破壊ががん遺伝子の活性を低下させることを見出した。当該がん遺伝子は生理的な代謝活性に対して寄与することも知られており、PBKが生体内で代謝機能に影響を及ぼす可能性が示唆された。また、昨年度に公共のデータベース等を利用したサブ解析から、新規遺伝子X（仮称）を見出した。本年度は、ゲノム編集法によって樹立したFLAGタグノックイン細胞株とZenoTOF7600を用いた高感度質量分析によって、遺伝子Xとタンパク間相互作用を示すDNA組み換え修復関連遺伝子Yの同定に成功した。インビトロにおけるゲノム編集効率評価法を用いてDNA修復能を解析した結果、遺伝子Xを破壊したがん細胞では二本鎖DNA切断後に誘導される相同組換え効率が顕著に減少し、X-Yの相互作用はMM細胞の生存率に寄与する可能性が高いと結論付けた。さらに、1500個の阻害剤ライブラリーを用いた薬剤感受性試験の結果、PBKの高発現は、レナリドミドを含む免疫調節剤投与後の細胞生存率に寄与することから、PBKはMM細胞の薬剤耐性機構に関与する可能性が強く示唆された。

多発性骨髄腫（Multiple myeloma， 以下MM）は形質細胞由来の難治性血液悪性腫瘍である。MMの臨床病態は多彩であり、治療やその効果の予測は難しい。代表者は、MM治療の標的となりうる分子を同定するために、ゲノム編集法や遺伝子発現解析法を用いて新規予後不良因子としてPDZ-binding kinase（以下PBK）を発見した。本研究では、PBKノックアウトマウスを用いた生理学的機能の解明、PBK関連分子の同定、新たな作用機序を有する新規治療薬の創出を目指す方針とした。PBK遺伝子破壊（PBK-KO）マウス組織を用いた包括的遺伝子発現解析によって、PBKの破壊ががん遺伝子の活性を低下させることを見出した。当該がん遺伝子は生理的な代謝活性に対して寄与することも知られており、PBKが生体内で代謝機能に影響を及ぼす可能性が示唆された。また、昨年度に公共のデータベース等を利用したサブ解析から、新規遺伝子X（仮称）を見出した。本年度は、ゲノム編集法によって樹立したFLAGタグノックイン細胞株とZenoTOF7600を用いた高感度質量分析によって、遺伝子Xとタンパク間相互作用を示すDNA組み換え修復関連遺伝子Yの同定に成功した。インビトロにおけるゲノム編集効率評価法を用いてDNA修復能を解析した結果、遺伝子Xを破壊したがん細胞では二本鎖DNA切断後に誘導される相同組換え効率が顕著に減少し、X-Yの相互作用はMM細胞の生存率に寄与する可能性が高いと結論付けた。さらに、1500個の阻害剤ライブラリーを用いた薬剤感受性試験の結果、PBKの高発現は、レナリドミドを含む免疫調節剤投与後の細胞生存率に寄与することから、PBKはMM細胞の薬剤耐性機構に関与する可能性が強く示唆された。