抗がん剤の効果はoff targetが多い？ PreclinicalではCRISPR-Casによるtarget deletionで確認が必要！
TJHackではTop Journalの論文で，呼吸器や臨床に関連する論文を中心に紹介している。
しかし，それ以外の内容はあまり取り上げてはいない。
さて最近，こうした基礎研究の日本の将来が危惧されている。
もともと各国はそれぞれ研究拠点大学を持っている。米国のHoward Hughes Medical Institute，ドイツのMax-Planck-Institut，日本の理研（Riken）などである。それらは確かに機能している。
数十年に渡り，こうした各国の状況を見ていると，最近やはり中国の研究が目につく。今回紹介するPiezo 2の3次元立体構造解析や，先日のAGI（artificial general intelligence）（リンク）などArticleを報告する清華大学である。
先週，野口悠紀雄氏の『大学を「21世紀型」に移行せよ』という日経BPインタビュー記事がメール配信されて来た。氏は2040年には中国資本に支配される日本への危惧を述べている。その中にUSニューズ＆ワールド・レポートの大学ランキングで工学系ではMITを抜いたという清華大学が紹介されている。なぜ，清華大学なのか？
それは文化大革命時代，紅衛兵の拠点となり，偉い先生がいなくなり，その後，米国留学組が研究展開できるようになったからだという。「かえる飛び（leap frog）」現象が起きたと野口氏はいう。日本では明治維新期，これと同じような現象が起きた。
「21世紀型」に対して，遅れている危機感を持つ必要性を野口氏は述べる。しかしあの維新期，江戸幕府程度の危機感では，不十分であったのは歴史の事実である。
一方，中国の若手は米国留学し，米国の競争原理の下で教育を受けた。その意味では競争原理教育システムが重要である（個人的には，米国はencourageの上手な教育だと思う）。
現在，米国は中国への危機感をあらわにしている。しかし一方で現在全盛のGAFAは，平成の30年間に米国企業が達成したものである（これは大学ではなく，日本の企業が立ち遅れた面が大きい。それは企業理念の追求で，大学からの起業でもあった）。
MGCで盛り上がる2020東京オリンピックまであと1年。しかしメダルばかりでなく，その後に来る日本の将来は？
今回は少し，巨視的なintroductionで始めた。
1）構造生物学
| 哺乳類触覚チャネルPIEZO2の構造とメカノゲーティング（Structure and mechanogating of the mammalian tactile channel PIEZO2） |
| 力が誘発するPIEZO1のコンホメーション変化（Force-induced conformational changes in PIEZO1） |
まさか2週連続とは予想しなかったが，先週に続き，Piezo 1，2が1つは結晶解析として，また構造とmechano-sensingの力学的解析として報告されている。
そもそもPiezo遺伝子のクロニングは，2010年，イオンチャネル候補遺伝子で未同定のものを，siRNAを用いて，電位が消失する検索から同定されたものである（リンク）。筆者はそのorthologが広範な生物系に見られる事実と，肺での発現が大きいことから関心を持っている（図）。
今回は，清華大学グループによるPiezo 2のsingle-particle Cryo-EM（液滴レベルの操作で，結晶解析にも劣らない解析結果が示せるCryo-EMの新展開：リンク）による3次元立体構造の報告であり，昨年のPiezo 1（リンク）に続くものである。
3量体として，まるでプロペラのブレード1枚が，それぞれ38回のTM（transmembrane：膜貫通構造）で形成されている。その3枚ブレードの中央部がCapとporeを形成し，全体が600nm2のbowl構造として，細胞膜に存在する。News＆Viewsに“A mechanism for touch”として背景解説と図の説明がなされている（図）。かなりの細胞膜上の面積を占める，複雑な膜蛋白多量体構造として，mechanosensingの観点から興味引かれる。
一方コーネル大学のグループは，先に報告されたPiezo 1の3D構造から，実際にいかなるmechano- sensingの力が関与するのかを，AFM（atomic force microscope）で予想したものである。しかし，いかなる方向（細胞膜に垂直か？表面張力方向か？）の力が関与するか，または近傍蛋白分子との関連など，今後の課題である。
いずれにしても，清華大学のグループがこの分子に着目している理由は何か？次の展開が期待される。
2）その他，社会科学
| 世界規模でのオンライン憎悪生態の隠れた復元力と適応動態（Hidden resilience and adaptive dynamics of the global online hate ecology） |
最近話題のSNS上でのonline hateの社会学が報告されている。News＆Viewsにも取り上げられている。先週も同様の論文がでている。
今週の特集は高山帯の生物圏，進化など。
1）抗がん剤
今週の論文は，In depthとして他誌紹介（リンク）から，臨床医として関心をひかれる論文を取り上げる。
| 臨床試験下の抗がん剤の作用機序はオフ・ターゲット毒性による（Off-target toxicity is a common mechanism of action of cancer drugs undergoing clinical trials） |
Cytotoxic系抗がん剤等で，患者が副作用で苦しむのに効果が十分でない症例は，臨床医なら1度ならず苦い思いをしたのではないか？
本当に効いているのか？効いていてもoff targetなのか？
こうした臨床医の思いを確認するような論文がScience Translational Medicine 9月号に報告されている。
さすがに影響が大きくScienceの他誌紹介，またNatureのResearch Highlight（リンク）でも紹介されている。
Cold Spring Harbour研究所のグループからの論文である。
お話は，もともとMELK（maternal embryonic leucine zipper kinase）の特異阻害薬OTS 167が有効と考えられていた細胞株で，CRISPR-CasでMELKを不活化した細胞株を作成した。ところがMELKはdriver geneではなく，細胞は増殖を続け，なお且つOTS 167は有効であった。この意味するところはMELKはターゲットではなく，OTS167はoff targetに有効だということである。
そこでグループはHDAC6，MAPK14，PAK4，PBK等のターゲットを多様な癌細胞（株）で同様に不活化して調べたところ，やはりoff target効果が明らかになった。
一方，PBK（Lymphokine-activated killer T-cell-originated protein kinase）の特異阻害薬と目されたOTS 964はその抵抗株10株のwhole genome解析で，実はCDK11B（cyclin dependent kinase 11B）の関連残基に変異が見出され，むしろOTS 964はCDK11Bへのtargeting drugであることが判明した。CDK11Bは多数の癌腫でdriver geneとなっており，新たな分子診断・標的となりうる。
こうした問題は，阻害効果の不十分なRNAi実験に起因するようであり，CRISPR-Cas系使用により，確実なターゲット同定（これにもoff target問題はあるとは言え）がpreclinical段階で必要であると訴えている。
この論文も煩雑な遺伝子knockout手技がCRISPRで簡素化された故の，新たな展開である。
2）その他
| オープンアクセス型の大手学術誌が軒並み失速（Open-access megajournals lose momentum） |
In depthで，PLOS ONEなど，一時の論文掲載数が減少傾向にあると報告されている（図）。
1）COPD
| COPD増悪予防のためのベンラリズマブ（Benralizumab for the prevention of COPD exacerbations） |
抗IL5Rα抗体は重症喘息での喘息増悪には有効であるが，残念ながらCOPDでの増悪抑制には効果を認めなかった。
2）Brief Report
| CRISPR-edited stem cells in a patient with HIV and acute lymphocytic leukemia |
メール便では配信されている。今回はin vivoでなく幹細胞でのCRISPER-Cas操作でCCR5のないものを移入している。Leukemiaは改善したが，HIVに対しては効果不十分であり，幹細胞使用の限界が議論されている。
（貫和敏博）
