WSB2をターゲットにする: がん治療の新たな希望
研究がWSB2の癌細胞のアポトーシスにおける役割と潜在的な治療ターゲットを明らかにした。
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癌は細胞がコントロールできずに増殖する病気だよ。多くの癌の大きな特徴は、これらの細胞がアポトーシスっていう自然なプロセスに抵抗できること。アポトーシスは体が不健康な細胞を取り除く方法なんだ。このアポトーシスを避ける能力があるから、癌の治療が抗がん剤や放射線療法のような一般的な治療法で難しくなる。これらの治療法は通常、この細胞死のプロセスを引き起こすことで効果を発揮するからね。
癌におけるアポトーシスの役割
アポトーシスは主にBCL-2ファミリーと呼ばれるタンパク質のグループによって制御されている。このファミリーには、細胞の生存を助ける抗アポトーシスタンパク質と、細胞死を促進するプロアポトーシスタンパク質の2種類があるんだ。プロアポトーシスタンパク質は、機能的なドメインが複数あるものと、簡略化された構造のものに分けられる。細胞がストレスやダメージに直面すると、さまざまなシグナルがプロアポトーシスタンパク質を活性化して、細胞死を引き起こす。
癌細胞はアポトーシスを回避する方法を見つけることが多く、主に抗アポトーシスタンパク質を増やしたり、プロアポトーシスタンパク質のレベルを減らしたりすることでそれを実現している。この状況は、このバランスを狙った新しい治療法の必要性を強調している。
癌におけるアポトーシスの標的化に向けた新しいアプローチ
科学者たちはBH3模倣薬と呼ばれる新しいクラスの薬に取り組んでいる。これらの薬はBCL-2ファミリーの抗アポトーシスタンパク質を抑制することを目的としている。一例として、特定の血液癌の治療に承認されたベネトクラクスがある。ただ、これらの薬は固形腫瘍の治療にはあまり効果的ではなく、研究者たちはこれらの腫瘍をより治療に対して感受性を持たせる方法を探している。
アポトーシスにおけるCullin 5とWSB2の役割
Cullin 5(CUL5)は、他のタンパク質を分解のためにタグ付けする大きなグループに属していて、細胞内の多くのプロセスを調整するのを助けている。CUL5が関わるタンパク質の一つはWSB2と呼ばれる。WSB2は、いくつかの癌タイプで活性化され、癌細胞の成長や移動を促進することがわかっている。ただ、WSB2がアポトーシスに関与する他のタンパク質とどのように相互作用するかはあまり知られていない。
研究では、WSB2とBCL-2ファミリーの異なるメンバーとの潜在的な相互作用が特定された。研究は、WSB2がプロアポトーシスタンパク質NOXAのレベルを調整するのに役立つかもしれないことを示唆している。この発見は、WSB2が癌細胞におけるアポトーシスの制御に重要な役割を果たす可能性があることを示していて、新しい治療の標的を開く。
WSB2とその影響を探る
WSB2とBCL-2ファミリーのタンパク質の相互作用をよりよく理解するために、研究者たちは遺伝子発現データセットの分析など、さまざまな方法を探求した。彼らは、WSB2がいくつかの抗アポトーシスタンパク質と正の関連があり、プロアポトーシスタンパク質とは負の関連があることを見つけた。
さらに実験を進めると、WSB2が複数のBCL-2ファミリーのタンパク質と相互作用し、主に細胞質にあることがわかった。ミトコンドリアにも少し存在している。これは、ミトコンドリアがアポトーシスのプロセスにおいて中心的な役割を果たすから重要なんだ。
WSB2がNOXAレベルに与える影響
研究者たちがWSB2がNOXAタンパク質に与える影響を調べたところ、WSB2のレベルを上げるとNOXAのレベルが下がることがわかった。逆に、WSB2を細胞から除去するとNOXAのレベルが上昇した。これは、WSB2がNOXAの安定性を制御する重要な役割を果たしていて、最終的には細胞死に影響を与えることを示唆している。
さらに、WSB2がNOXAの分解を促進する方法が、彼自身の構造の特定の部分を必要とすることも発見された。これにより、WSB2を標的にすることでNOXAを安定させ、癌細胞におけるアポトーシスを増加させる可能性がある。
WSB2を標的にした癌治療の組み合わせ
次のステップは、WSB2を標的にすることで既存の癌治療の効果を高められるかを見ることだった。研究者たちは、WSB2と抗アポトーシスBCL-2ファミリーのタンパク質(BCL-XLやMCL-1など)の両方をノックダウンする実験を行った。この組み合わせが著しい細胞死を引き起こすことに気づき、相乗効果を示している。
薬理的に、抗アポトーシスタンパク質を標的にするABT-737やAZD5991のような阻害剤を使用したところ、WSB2の欠乏と組み合わせることで、癌細胞におけるアポトーシスが大幅に増加した。このことは、WSB2を標的にすることが他の治療法と合わせて効果的な戦略になり得ることを示唆している。
WSB2とその生物学的重要性
WSB2が生物でどのように機能するかをよりよく把握するために、研究者たちはWSB2が欠如したマウスを作成した。これらのノックアウトマウスは、一見して健康上の問題の明らかな兆候は見られなかった。しかし、特定の阻害剤で治療したところ、これらのマウスは通常のマウスと比較して、臓器におけるアポトーシスのレベルが高いことが示された。これは、WSB2が制御されていないアポトーシスからの保護的役割を果たしていることを強く示す証拠となる。
人間の癌におけるWSB2の発現
研究によると、WSB2のレベルは前立腺癌や肝臓癌を含むさまざまなタイプの人間の癌でしばしば高いことが示されている。この発現の増加は、患者の予後が悪いことと関連しているため、WSB2のレベルが癌の攻撃性の指標として機能する可能性が示唆される。
結論
WSB2に関する研究は、癌細胞内のアポトーシスの調整におけるその重要な役割を明らかにした。プロアポトーシスタンパク質NOXAのレベルを制御し、BCL-2ファミリーの主要メンバーと相互作用することによって、WSB2は癌治療を強化するための潜在的な標的として浮かび上がる。将来の研究では、WSB2を効果的に阻害する方法や、競合ペプチドを使用してその機能を操作する方法を探ることで、抵抗性のある癌の治療に新たな道を開くことができるかもしれない。これらの発見は、WSB2がアポトーシスに与える影響のメカニズムをより深く探求することを促し、患者の治療結果を改善する潜在的な治療法の開発につながるかもしれない。
タイトル: Disruption of WSB2-mediated NOXA Degradation Induces Synthetic Lethality to Anti-apoptotic BCL-2 Family Protein Inhibitors
概要: Anti-apoptotic BCL-2 family proteins are frequently overexpressed in various cancers, contributing to the initiation and development of cancer, as well as intrinsic or acquired resistance to therapy. Although BCL-2 family protein inhibitors, such as Venetoclax, have demonstrated efficacy in hematological neoplasms, their effectiveness as single agents in solid tumors is limited. Identifying alternative molecular targets that can overcome intrinsic resistance to BCL-2 family protein inhibitors is of great clinical importance. Here, we present evidence of strong synthetic lethal interactions between WSB2, a relatively unexplored substrate-binding receptor of the Cullin 5-RBX2-Elongin B/C (CRL5) E3 ubiquitin ligase complex, and multiple anti-apoptotic BCL-2 family proteins. Mechanistically, an assembled CRL5WSB2 E3 ubiquitin ligase complex targets NOXA, a pro-apoptotic BCL-2 family protein, for degradation via the ubiquitin-proteasomal pathway. Ablation of WSB2 leads to a remarkable accumulation of NOXA proteins in cultured cell lines and knockout mouse organs. While WSB2 deficiency alone has a minimal effect on spontaneous apoptosis, it renders cancer cells more susceptible to apoptosis when anti-apoptotic BCL-2 family proteins are genetically depleted or pharmacologically inhibited. These findings establish WSB2 as a critical regulator of mitochondrial apoptosis and highlight the dysregulation of the WSB2-NOXA regulatory axis as a contributing factor to apoptosis resistance in cancer cells. Synergistically targeting WSB2 and anti-apoptotic BCL-2 family proteins holds promising clinical potential in the treatment of human cancers.
著者: Chenji Wang, D. Jiao, K. Chang, Y. Chen, J. Jin, M. Ren, Y. Zhang, K. Gao, Y. Xu
最終更新: 2024-05-08 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.24.590941
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.24.590941.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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