Poly(A):MSUT2 RNA-タンパク質相互作用の低分子阻害による病理学的タウの標的化

Targeting Pathological Tau by Small Molecule Inhibition of the Poly(A):MSUT2 RNA-Protein Interaction.

• Jeremy D Baker
• Rikki L Uhrich
• Timothy J Strovas
• Aleen D Saxton
• Brian C Kraemer

抄録

異常に凝集したタウ蛋白質からなる神経原線維のもつれは、アルツハイマー病や関連する認知症疾患の特徴である。最近の研究では、ZC3H14（Zinc Finger CCCH-Type Containing 14）とも呼ばれる哺乳類タウ症抑制因子2（MSUT2）が、培養ヒト細胞やマウスにおける病理学的タウの蓄積を制御することが示されている。ノックアウトすると、神経変性タウ症から神経細胞を保護し、学習と記憶を維持する。MSUT2タンパク質は、C末端CCCH型ジンクフィンガードメインを介してmRNAのポリアデノシン[poly(A)]末端に結合する機能を有しており、CCCHドメインの機能を欠損させるとタウ症が抑制される。このことから、poly(A):MSUT2 RNA-タンパク質相互作用を阻害することで、病理学的なタウ蓄積が改善されるのではないかと考えられた。本研究では、poly(A):MSUT2 RNA-タンパク質相互作用を阻害する低分子を同定するためのハイスループットスクリーニング法を開発した。我々は、NIHクリニカルコレクション（NIHCC）から同定されたヒットを再利用することを意図して、初期の低分子発見に蛍光偏光アッセイを採用した。薬物再利用開発のワークフローには、用量反応解析、特異性試験、活性の直交アッセイ、細胞毒性試験によるヒット化合物のバリデーションが含まれています。このスクリーニングファネルを通過した有効性が確認された化合物は、将来の研究でトランスレーショナルな有効性を評価されます。この前臨床開発パイプラインでは、様々なFDA承認薬であるデュロキセチン、サキナビル、クロファジミンが、病理学的タウ蓄積を抑制するための再利用候補として同定されています。

Neurofibrillary tangles composed of aberrantly aggregating tau protein are a hallmark of Alzheimer's disease and related dementia disorders. Recent work has shown that mammalian suppressor of tauopathy 2 (MSUT2), also named ZC3H14 (Zinc Finger CCCH-Type Containing 14), controls accumulation of pathological tau in cultured human cells and mice. Knocking out protects neurons from neurodegenerative tauopathy and preserves learning and memory. MSUT2 protein functions to bind polyadenosine [poly(A)] tails of mRNA through its C-terminal CCCH type zinc finger domains, and loss of CCCH domain function suppresses tauopathy in and mice. Thus, we hypothesized that inhibiting the poly(A):MSUT2 RNA-protein interaction would ameliorate pathological tau accumulation. Here we present a high-throughput screening method for the identification of small molecules inhibiting the poly(A):MSUT2 RNA-protein interaction. We employed a fluorescent polarization assay for initial small molecule discovery with the intention to repurpose hits identified from the NIH Clinical Collection (NIHCC). Our drug repurposing development workflow included validation of hits by dose-response analysis, specificity testing, orthogonal assays of activity, and cytotoxicity. Validated compounds passing through this screening funnel will be evaluated for translational effectiveness in future studies. This preclinical drug development pipeline identified diverse FDA approved drugs duloxetine, saquinavir, and clofazimine as potential repurposing candidates for reducing pathological tau accumulation.