分解タグシステム：ターゲットをSMAShする効果的な方法（第2部）

創薬は長く曲がりくねった道のりであり、多くの障害が存在することが広く知られており、それらが相まって開発中止率の高さにつながっています。開発の初期段階で失敗の可能性のある薬剤を特定するための重要な鍵の一つは、標的の検証から毒性試験に至るまで、最適化され、適切に設計されたモデルを活用することです。 これは、標的タンパク質に（既知の）直接的なリガンドが存在しない場合に特に当てはまります。分解タグは、特定のリガンドを用いて標的タンパク質の発現を選択的に制御するため、この問題に対する有効な解決策となります。このようなタンパク質分解アプローチを採用したシステムには、dTAG、HaloPROTAC、SMAShなどがあります。^1,2

dTAG分解システムでは、標的タンパク質を変異型FKBP12タンパク質（^FKBP12F36V）と融合させる必要があります。 これは、CRISPR/Cas9によるノックインまたはレンチウイルス感染によって実現されている。³融合タンパク質とセレブロン（CRBN）E3リガーゼとの間のアダプターとして機能するdTAG13による処理により、^{FKBP12F36Vは}ユビキチン化され、その結果、標的タンパク質はプロテアソームへと誘導されて分解される。^3,4

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HaloPROTACシステムは、フォン・ヒッペル・リンダウ（VHL）または細胞性アポトーシス阻害タンパク質1（cIAP）E3ユビキチンリガーゼを利用することで、HaloTag7融合タンパク質のユビキチン化および分解を誘導する。^5–7特に注目すべきは、この手法がin vivo内因性のHaloTag融合タンパク質の分解に用いられてきた点である。⁸

最後に、SMAShシステムは、標的タンパク質を、デグロン、C型肝炎ウイルス（HCV）NS3プロテアーゼ、およびその切断部位を含むSMAShタグに融合させることで構成されています。この方法では、遺伝的にコード化された改変は、対象タンパク質の配列へのSMAShタグの追加という1つだけで済みます。 プロテアーゼ阻害剤が存在する場合、SMAShタグは対象タンパク質に融合したままであり、新たに合成されたすべてのタンパク質が急速に分解されるよう誘導する。一方、プロテアーゼ阻害剤が存在しない場合、SMAShタグは自己切断し、改変が最小限に抑えられたタンパク質が生成される。興味深いことに、SMAShシステムはdTAGおよびHaloPROTACの両方に対して利点を有している。 第一に、SMAShタグにはデグロンが含まれているため、誘導薬はE3リガーゼを動員するためのアダプターとして機能しない。また、対象タンパク質の「発現型」、すなわち未処理の状態では、SMAShタグから遊離しており、その天然型に近い状態にあるのに対し、dTAGやHaloPROTACシステムでは、それぞれ対応するタグと融合した状態にある。

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関連項目：「標的タンパク質分解」：「治療困難な」疾患に対する新たな希望

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これら3つのアプローチは、核膜、細胞質、単一および多回膜貫通タンパク質の数々の分解に成功しており、がん免疫療法を含む創薬および医薬品開発の新たな時代を切り開いている。⁹

genOway社は最近、マウスのPD-L1を不活性化し、SMAShタグ付きヒトPD-L1を過剰発現する2つのMC38細胞株、すなわちMC38-SMASh-hPD-L1およびMC38-hPD-L1-SMAShを開発しました。これらの細胞は、それぞれhPD-L1のN末端ドメインまたはC末端ドメインにSMAShタグを発現しています。 我々はすでに両細胞株の検証を行い、ヒトPD-L1発現の薬剤誘導性調節を確認するとともに、細胞モデルにおいて標的タンパク質の可逆的な分解を誘導するSMAShシステムの有効性を実証しました。

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参考文献：

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