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潜在的な抗がん剤ターゲットとしてhNTH1-YB1インターフェースをターゲットとするためのフェルスター共鳴エネルギー移動ベースのバイオセンサー
Förster Resonance Energy Transfer Based Biosensor for Targeting the hNTH1-YB1 Interface as a Potential Anticancer Drug Target.
PMID: 32125823 DOI: 10.1021/acschembio.9b01023.
抄録
Y-box binding protein 1（YB1）は、確立された転移マーカーであり、YB1の高発現と核内局在は、様々な腫瘍における腫瘍の攻撃性、薬剤耐性、および患者の生存率の低さと相関している。核内では、YB1はDNAグリコシラーゼであるヒトエンドヌクレアーゼIII（hNTH1）を含むいくつかの核内タンパク質と相互作用し、その活性を調節している。本研究では、フェルスター共鳴エネルギー移動（Förster resonance energy transfer: FRET）とAlphaLISA技術を用いて、この相互作用をさらに特徴づけ、複合体形成に必要なhNTH1とYB1の最小領域を定義した。この研究により、hNTH1-YB1複合体の潜在的な阻害剤を迅速にハイスループットでスクリーニングするための、独創的で費用対効果の高いFRETベースのバイオセンサーを設計することができました。2回のパイロットスクリーニングを実施し、低マイクロモル領域のIC値を示すいくつかの有望な化合物を選択することができました。興味深いことに、これらの2つの化合物はYB1に結合し、化学療法剤であるシスプラチンに対して薬剤耐性乳癌細胞を感作することがわかった。これらの知見は、hNTH1-YB1界面が薬剤耐性乳癌治療のための新たな治療戦略の開発のための有望なターゲットであることを示しています。さらに、この研究を超えて、我々のバイオセンサーのシンプルなデザインは、治療に関連するタンパク質-タンパク質界面の阻害剤のスクリーニングのための革新的で効率的な戦略を定義しています。
The Y-box binding protein 1 (YB1) is an established metastatic marker: high expression and nuclear localization of YB1 correlate with tumor aggressiveness, drug resistance, and poor patient survival in various tumors. In the nucleus, YB1 interacts with and regulates the activities of several nuclear proteins, including the DNA glycosylase, human endonuclease III (hNTH1). In the present study, we used Förster resonance energy transfer (FRET) and AlphaLISA technologies to further characterize this interaction and define the minimal regions of hNTH1 and YB1 required for complex formation. This work led us to design an original and cost-effective FRET-based biosensor for the rapid high-throughput screening for potential inhibitors of the hNTH1-YB1 complex. Two pilot screens were carried out, allowing the selection of several promising compounds exhibiting IC values in the low micromolar range. Interestingly, two of these compounds bind to YB1 and sensitize drug-resistant breast tumor cells to the chemotherapeutic agent, cisplatin. Taken together, these findings demonstrate that the hNTH1-YB1 interface is a druggable target for the development of new therapeutic strategies for the treatment of drug-resistant tumors. Moreover, beyond this study, the simple design of our biosensor defines an innovative and efficient strategy for the screening of inhibitors of therapeutically relevant protein-protein interfaces.