Targeting PARG in malignant glioma therapy

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

長嶋 宏明  神戸大学, 医学研究科, 助教 (00794950)

¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)

予後不良な悪性神経膠腫の新たな治療戦略として、標準治療で用いるアルキル化剤テモゾロミド（TMZ）の耐性化を回避し、感受性を増強させることが有用と考える。本研究では、患者由来神経膠腫幹細胞株を用い、TMZとPARG阻害薬の併用療法に対する新たな効果規定遺伝子（バイオマーカー）を探索するとともに、PARG阻害薬による抗腫瘍効果増強のメカニズムを解明し、臨床応用に向けた創薬や個別化医療の実現を目指す。

申請者は、先行研究においてIDH遺伝子変異を持つ低悪性度神経膠腫に対してテモゾロミド（TMZ)とPARG阻害薬を併用すると、IDH変異遺伝子特有の代謝脆弱性により顕著な抗腫瘍効果を示すことを発見した。高悪性度IDH野生型神経膠腫においても、PARG阻害薬によりTMZの抗腫瘍効果が著しく増強されるサブグループが存在することが明らかとなった。これらの研究を踏まえ本研究では、患者由来神経膠腫幹細胞株を用い、TMZとPARG阻害薬の併用療法が有効な悪性神経膠腫の特徴・遺伝子異常を明らかにすることを目標に研究を開始した。まず、前年度の研究によってWEE1遺伝子の発現状態やリン酸化状態がPARG阻害薬単独やTMZとの併用に対する感受性に関与していることが示唆された。IDH野生型神経膠腫では、PARG阻害薬単独やTMZ＋PARG阻害薬併用療法は代謝脆弱性を利用し細胞死を誘導するのではなく、DNA損傷応答、特にWEE1経路の応答を介して細胞死に至る可能性が示唆された。次にWEE1阻害薬（AZD1775）が、TMZ+PARG阻害薬の感受性が変化するかどうかを調べた。MGG18においてWEE1阻害薬はTMZとの相乗効果は認めなかったが、PARG阻害薬と相乗効果を認めることがわかった。同様の現象は、他複数の細胞株でも確認された。この効果は、PARGの阻害がWee1の阻害によって引き起こされたDNA損傷の修復を防ぎ、DNA損傷の蓄積の増加とDNA複製障害に至る可能性が示唆された。次にウエスタンブロット法によりPARG阻害薬(PDD00017273)とWEE1阻害薬の併用でcleaved PARPが誘導され、フローサイトメトリーでは、G2→M期の強制突入により細胞死が誘導されることが判明した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

生体内で使用可能と報告されているJA2131,COH34を使用したin vitro実験では、PDD00017273と同様の効果が確認できず、PARG阻害薬動物実験ができていないため。

悪性神経膠種細胞株に対してWEE1阻害剤とPARG阻害剤を併用することで合成致死が得られ、抗腫瘍効果を示すことを明らかにした。
今後は近年開発されたIDE161(IDEAYA社）を購入し、in vitro, in vivoの両方で解析する。