Drug discovery targeting SLFN11 the enhancer of sensitivity to DNA-damaging anti-cancer agents

针对 DNA 损伤性抗癌药物敏感性增强剂 SLFN11 的药物发现

• 批准号: 21K19415
• 负责人: 村井 純子
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19415/
• 关键词: 抗がん剤; DNA障害; SLFN11; 薬剤耐性; 薬剤感受性; ドラッグスクリーニング; 遺伝子発現; ヒストン脱アセチル化阻害剤; 薬剤スクリーニング; 耐性; HDAC阻害剤; 複製ストレス

Schlafen 11 (SLFN11)は、大規模がんデータベースの解析から、DNA障害型の抗がん剤の感受性とmRNA発現量が最も相関する遺伝子として報告された。それ以降、様々ながん種において、SLFN11の発現量がDNA障害型の抗がん剤の効果予測バイオマーカーとして有用であることが報告されている。これらの背景から、SLFN11の発現を高める薬剤を開発し、それにより抗がん剤感受性を増強し、non-responderを無くすことが本研究の目的である。一部のepigenetic modulatorsにその作用が報告されているが、SLFN11以外の遺伝子発現にも、多大な影響を与えるため、それ以外のカテゴリーの薬剤を探索する必要がある。本研究では、まず細胞ベースの薬剤スクリニーングの系を立ち上げた。定常状態ではSLFN11の発現が低く抑えられている細胞SLFN11遺伝子のATG直下に、ルシフェラーゼの断片となるHiBiT配列をCRISPR/Cas9システムを用いて挿入した。約4000種類の薬理活性をもつドラッグライブラリーを用いて、薬剤投与後16時間後にルシフェラーゼシグナルが高まる、つまりSLFN11のタンパク質レベルが高まる薬剤を同定した。同定した薬剤には、既知のepigenetic modulatorsであるヒストン脱アセチル化阻害剤が数種類含まれていた。別のカテゴリーの薬剤XとYも同定できた。本年度は、実際タンパク質レベルでSLFN11を高めるための、ドーズや時間経過について、二種類の細胞を用いて検討して、結果を得た。化合物XがSLFN11の発現を高めるパスウェイを、RNA-seqやシグナル阻害剤などを利用して特定した。

根据大型癌症数据库的分析，Schlafen 11 (SLFN11) 被报道为 mRNA 表达水平与 DNA 损伤性抗癌药物敏感性最相关的基因。此后，有报道称，SLFN11 的表达水平可作为生物标志物，用于预测 DNA 损伤性抗癌药物对各种癌症类型的疗效。在此背景下，本研究的目的是开发一种增加SLFN11表达的药物，从而提高抗癌药物敏感性并消除无反应者。虽然已经报道了一些表观遗传调节剂具有这种作用，但它对SLFN11以外的基因表达也有显着影响，因此有必要寻找其他类别的药物。在这项研究中，我们首先建立了基于细胞的药物筛选系统。使用 CRISPR/Cas9 系统，我们将 HiBiT 序列（荧光素酶片段）直接插入细胞中 SLFN11 基因的 ATG 下方，其中 SLFN11 表达在稳态条件下保持较低水平。他们使用包含大约 4,000 种药理活性药物的药物库，鉴定出在给药 16 小时后增加荧光素酶信号或 SLFN11 蛋白水平的药物。确定的药物包括几种组蛋白脱乙酰化抑制剂，它们是已知的表观遗传调节剂。还确定了其他类别的药物 X 和 Y。今年，我们研究了使用两种类型的细胞在蛋白质水平上实际增加 SLFN11 的剂量和时间过程，并获得了结果。使用RNA-seq和信号抑制剂确定了Compound X增加SLFN11表达的途径。