TRIB3がUSP10を介した脱ユビキチン化によりSSRP1を安定化し、多発性骨髄腫の進行を促進する

学術的背景

多発性骨髄腫（Multiple Myeloma, MM）は、世界で2番目に多い血液系の悪性腫瘍であり、その進行が急速で治療に対する耐性を持ち、再発しやすい特徴があります。現在の多剤併用療法は患者の生存率を大幅に改善していますが、耐性と再発は依然として治療上の大きな課題です。そのため、MMの発症、進行、および耐性メカニズムを詳細に理解し、新しい治療ターゲットを見つけることが臨床的に重要です。

近年、偽キナーゼ（pseudokinase）は、触媒活性を持たないが調節機能を持つタンパク質として、がん研究の焦点となっています。TRIB3（Tribble homolog 3）は重要な偽キナーゼの一つで、腫瘍幹細胞性、免疫調節、オートファジー調節など、さまざまな細胞プロセスに関与しています。しかし、TRIB3がMMにおいてどのような機能を果たしているかはまだ十分に研究されていません。また、SSRP1（Structure-specific recognition protein 1）は、染色質転写伸長因子FACT複合体の重要な構成要素であり、DNA損傷応答、細胞周期調節、腫瘍進行において重要な役割を果たしています。しかし、SSRP1タンパク質の安定性を調節するメカニズムはまだ明らかになっていません。

本研究は、TRIB3がMMにおいてどのように機能し、SSRP1の安定性を調節する分子メカニズムを明らかにし、TRIB3/USP10/SSRP1複合体を標的とした新しい治療戦略を開発することを目的としています。

論文の出典

本論文は、Haiqin Wang、Long Liang、Yifang Xieらによって共同で執筆され、中南大学第二湘雅医院血液科、生命科学学院、湖南省血液学基礎与应用重点实验室、および湖南大学分子科学与生物医学実験室の研究者らが参加しています。論文は2024年に『Oncogene』誌に掲載され、DOIは10.1038/s41388-024-03245-4です。

研究の流れと結果

1. TRIB3のMMにおける発現と臨床的意義

研究ではまず、複数のデータベース（GSE2658、GSE5900など）の遺伝子発現データを分析し、TRIB3がMM患者のCD138+形質細胞で有意に発現が上昇しており、患者の不良予後と強く関連していることを発見しました。さらに、定量PCR（qPCR）およびウェスタンブロット（Western Blot, WB）実験により、TRIB3がMM細胞株および患者サンプルにおいてmRNAおよびタンパク質レベルで有意に上昇していることが確認されました。

2. TRIB3がMM細胞の増殖を促進

TRIB3のノックダウンおよび過剰発現を行った結果、TRIB3のノックダウンはMM細胞の増殖およびクローン形成能力を著しく抑制し、TRIB3の過剰発現はこれらの能力を強化することがわかりました。さらに、TRIB3のノックダウンは細胞死（アポトーシス）を誘導しました。生体内実験では、TRIB3のノックダウンによりMMマウスモデルにおける腫瘍成長が著しく抑制され、マウスの生存期間が延長しました。

3. TRIB3とSSRP1の直接的な相互作用

免疫共沈降（Co-IP）および質量分析により、TRIB3がSSRP1と直接的に相互作用することが明らかになりました。さらに、TRIB3はそのC末端キナーゼ様ドメイン（KDC）を介してSSRP1のN末端ドメイン（NTD）に結合し、SSRP1の安定性を調節していることが示されました。

4. TRIB3がユビキチン-プロテアソーム経路を介してSSRP1の安定性を調節

TRIB3のノックダウンによりSSRP1タンパク質レベルが著しく低下し、TRIB3の過剰発現によりSSRP1の安定性が増加することがわかりました。さらに、プロテアソーム阻害剤MG132を使用すると、SSRP1の分解が逆転され、TRIB3がユビキチン-プロテアソーム経路を介してSSRP1の安定性を調節していることが示されました。

5. TRIB3、USP10、SSRP1が三元複合体を形成

TRIB3が脱ユビキチン化酵素USP10と相互作用し、USP10とSSRP1の結合を促進し、TRIB3/USP10/SSRP1三元複合体を形成することがわかりました。この複合体は、USP10を介した脱ユビキチン化作用によりSSRP1を安定化し、MM細胞の増殖を促進します。

6. TRIB3/USP10/SSRP1複合体を標的としたステープルペプチド（Stapled Peptide）の開発

TRIB3とSSRP1の相互作用に関する構造情報に基づき、研究チームは5種類のステープルペプチドを設計・合成し、その中でSP-Aが顕著な抗MM活性を示しました。SP-AはTRIB3/USP10/SSRP1複合体を効果的に破壊し、SSRP1の分解を引き起こすことで、MM細胞の増殖を抑制します。さらに、SP-Aはプロテアソーム阻害剤Bortezomib（BTZ）との併用により、顕著な相乗効果を示し、抗MM効果をさらに強化しました。

結論と意義

本研究は、TRIB3がUSP10を介した脱ユビキチン化作用によりSSRP1を安定化し、MM細胞の増殖を促進する分子メカニズムを明らかにしました。TRIB3/USP10/SSRP1複合体の発見は、MM治療の新しいターゲットを提供します。さらに、開発されたステープルペプチドSP-Aは、この複合体を効果的に破壊し、MMの進行を抑制し、既存のBTZ治療との相乗効果を示すことから、臨床応用において重要な可能性を秘めています。

研究のハイライト

1. TRIB3がMMの高リスク因子として機能：TRIB3はMM患者において有意に発現が上昇し、不良予後と強く関連しています。
2. TRIB3/USP10/SSRP1三元複合体の発見：この複合体は、USP10を介した脱ユビキチン化作用によりSSRP1を安定化し、MM細胞の増殖を促進します。
3. ステープルペプチドSP-Aの開発：SP-AはTRIB3/USP10/SSRP1複合体を効果的に破壊し、MMの進行を抑制し、BTZとの併用で相乗効果を示します。

研究の価値

本研究は、TRIB3がMMにおいて果たす機能とメカニズムを明らかにし、MM治療の新しいターゲットと戦略を提供しました。ステープルペプチドSP-Aの開発は、MMの臨床治療に新たな可能性をもたらし、科学的および応用的に重要な価値を持っています。