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内因性K-RASを標的としたアフィニティ指向型プロテインミサイルシステムによる分解のための標的化
Targeting Endogenous K-RAS for Degradation through the Affinity-Directed Protein Missile System.
PMID: 32668202 DOI: 10.1016/j.chembiol.2020.06.012.
抄録
K-RASは、最も頻繁に変異する癌遺伝子として知られている。しかし、従来のK-RAS阻害剤の開発は非常に困難であり、変異特異的な阻害剤が臨床試験に到達したのはごく最近のことである。標的型プロテオライシスは、薬剤化できない標的に対処するための創薬の新しいモダリティとして浮上してきた。私たちの研究室では、ペプチド性高親和性結合剤を用いた標的型タンパク質分解のシステムを開発しました。ここでは、CRISPR/Cas9技術を用いて、A549腺癌（A549）細胞のネイティブK-RAS遺伝子上にGFPタグをノックインし、高親和性GFPまたはH/K-RASバインダーを含むAdPROMを構築した。A549細胞でGFPを標的としたAdPROMを発現させると、内因性のGFP-K-RASが強固にプロテアソーム分解され、異なる細胞株で抗HRASを標的としたAdPROMを発現させると、GFPタグ付きK-RASとタグ付きでないK-RAS、タグ付きでないH-RASの両方が分解された。これらの知見は、内在性のRASタンパク質がタンパク質分解の標的となりうることを示唆しており、これらの難治性の標的に対する代替的な治療法の考えを支持するものである。
K-RAS is known as the most frequently mutated oncogene. However, the development of conventional K-RAS inhibitors has been extremely challenging, with a mutation-specific inhibitor reaching clinical trials only recently. Targeted proteolysis has emerged as a new modality in drug discovery to tackle undruggable targets. Our laboratory has developed a system for targeted proteolysis using peptidic high-affinity binders, called "AdPROM." Here, we used CRISPR/Cas9 technology to knock in a GFP tag on the native K-RAS gene in A549 adenocarcinoma (A549) cells and constructed AdPROMs containing high-affinity GFP or H/K-RAS binders. Expression of GFP-targeting AdPROM in A549 led to robust proteasomal degradation of endogenous GFP-K-RAS, while expression of anti-HRAS-targeting AdPROM in different cell lines resulted in the degradation of both GFP-tagged and untagged K-RAS, and untagged H-RAS. Our findings imply that endogenous RAS proteins can be targeted for proteolysis, supporting the idea of an alternative therapeutic approach to these undruggable targets.
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