【出典】“Genome-wide CRISPR screen for essential cell growth mediators in
mutant KRAS colorectal cancers.” Rana TM, Yau EH, Kummetha IR, Lichinchi G,
Tang R, Zhang Y. Cancer Res. Published Online First September 27, 2017 これまでに、細胞モデルでは、ゲノムワイドCRISPR-Cas9 ノックアウトスクリーンにより、野生型 KRAS （ KRAS WT ）を帯びた腫瘍細胞と変異型 KRAS （ KRAS MUT ）を帯びた腫瘍細胞の間で下流の MAPK シグナル伝達パスウエイの遺伝子やアダプターへの依存性が異なること、および、 KRAS MUT 腫瘍がミトコンドリアの酸化的リン酸化に強く依存することが示されていた。 この知見をin vivo で検証することを目的として今回、ヒトのコーディング遺伝子 19,050 種類と miRNAs1,864 種類を標的とするプール型 GeCKO v2 ライブラリを G13D 変異の有無だけが異なる KRAS WT と KRAS MUT ヒト大腸癌細胞（HTC116 WT とHTC116 MUT ）に１細胞あたり1sgRNA になるように調節・送達した上で、 ヌードマウスに移植（皮下注射）し、移植後14 日後に安楽死させ癌組織を摘出、 PCR とディープシーケンシングにより sgRNA を定量した。 KEGGパスウエイを参照したGene Set Enrichment Analysis
(GSEA) から、異種移植した HTC116 WT HTC116 MUT に共通する必須/致死遺伝子の上位２種にリボソームとスプライソソーム関連遺伝子が浮かび上がり、これはin vitro での知見と一致した。 異種移植HTC116 MUT に特有の合成致死 遺伝子として、 MAPK シグナル伝達パスウエイ、酸化的リン酸化を含む代謝パスウエイ関連する既知および新規遺伝子群が浮かび上がったが、 代謝関連遺伝子 NAD キナーゼ（ NADK ）とケトヘキソキナーゼ（ KHK ）などについては、 in vivo 実験と並行して行った HTC116 MUT 培養細胞実験では、合成致死 性が見られなかった 。NADK とケトヘキソキナーゼ KHK についてそれぞれ低分子による阻害実験を行い、阻害剤が HTC116 MUT 腫瘍の増殖を阻害するが、HTC116 WT KRAS 変異腫瘍の新規創薬標的である。加えて、絞り込んだ250 遺伝子を対象として 9 sgRNAs/ 遺伝子のプール型ライブラリーを設計し、その存在量が、 HTC116 MUT マウスとHTC116 WT sgRNAs を同定し、クロマチンリモデリング因子 INO80C が新規な腫瘍抑制因子であることを見出した。INO80C TGCA データセットから INO80C 欠損と、 HTC116 MUT 大腸癌、非小細胞肺癌、および膵管腺癌の予後不良が相関することが見出され、また、INO80C ノックアウトが HTC116 MUT 腫瘍細胞の増殖を亢進することを大腸癌と膵臓癌の移植マウスと腫瘍細胞株で確認することができた。 【関連ブログ記事】2017 年 9 月 8 日「 合成致死スクリーニングが新たな癌分子標的薬への道を指し示す 」
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