CTSL

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序論

タンパク質分解酵素は多くの疾患において不可欠であり、特に悪性腫瘍の進展過程の複数段階で重要な役割を担う。細胞外プロテアーゼは腫瘍増殖および血管新生を促進し、さらに腫瘍細胞の剥離、細胞外マトリックスおよび間質マトリックスならびに基底膜の分解、リンパ系を介した血管内侵入（intravasation）および血管外遊出（extravasation）といった重要なステップにも積極的に関与する。したがって、これらプロテアーゼの研究およびそれらに対する介入戦略の開発は、近年ますます注目を集めている。腫瘍進展および転移におけるマトリックスメタロプロテアーゼ（MMP）の重要性が認識されて以降、MMP阻害薬の開発が広範に進められた。しかし、有害事象および／または臨床的有用性の欠如により、多くのMMP阻害薬の臨床試験は中止を余儀なくされた。これらMMP阻害薬の臨床的失敗を踏まえ、腫瘍進展抑制手段としてのプロテアーゼ標的化は、長らく支持を失ってきた。近年、他のタンパク質分解酵素を標的とする研究により、細胞周囲（pericellular）でのタンパク質分解を選択的に阻害する阻害薬を開発できれば、腫瘍進展および転移を有意に抑制し得ることが示され、タンパク質分解酵素標的化の概念が再び注目されている。

本稿では、悪性進展および転移性疾患と密接に関連するファミリーメンバーであるカテプシンL（CTSL）に焦点を当てる。正常組織または良性腫瘍と比較して、活性評価により腫瘍性組織におけるCTSLのタンパク質分解活性が有意に高いことが示されている。CTSLの機能は、その内因性阻害因子の濃度によっても厳密に制御される。独立した実験研究により、浸潤性の低い／腫瘍形成能の弱い細胞と比較して、高浸潤性の乳癌および前立腺癌細胞では、CTSLと内因性阻害因子のレベルの間に有意な不均衡が存在することが報告されている。この不均衡により制御から逸脱し、タンパク質分解カスケードの無制御な活性化に関与し得る。

表1．ヒト癌におけるCTSLの発現亢進（Sudhan, D.R.; Siemann, D.W. 2015）

核内カテプシンL

分泌型CTSLに加え、CTSLの短縮型核内アイソフォームの存在も多くの研究で報告されている。核内CTSLは小胞体標的化シグナルペプチドを欠く一方、推定核局在化シグナルを有しており、これが核への移行の要因である可能性がある。核内CTSLは、予後不良と密接に関連するCCAAT-displacement protein/cut homeobox（CDP/Cux）転写因子をタンパク質分解によりプロセシングして活性化し得る。CTSLによりプロセシングされたCDP/CuxはDNA結合能が有意に増強し、腫瘍細胞に複製および転移の優位性を付与する。CDP/Cuxは腫瘍細胞の増殖を促進し、さらに上皮間葉転換（EMT）の特徴的所見を誘導することで腫瘍の浸潤性形質を増強する。

核内CTSLは、CDP/Cux非依存的な他の機序を介しても腫瘍進展を促進し得る。核内CTSLは、トリプルネガティブ乳癌患者およびBRCA1腫瘍抑制遺伝子に生殖細胞系列または体細胞変異を有する患者において、しばしば有意に発現亢進していることが見出されている。実際、核内CTSLレベルの上昇は、これら乳癌患者サブセットに対する予測バイオマーカーとして利用可能である。BRCA1欠損細胞は核内CTSLを過剰発現することでゲノム不安定性を克服し、これにより53BP1がタンパク質分解により分解される。したがって、核内CTSLはBRCA1欠損腫瘍細胞に生存上の優位性を与えるだけでなく、DNA修復能を改善し、放射線および遺伝毒性を有する化学療法薬（PARP阻害薬、シスプラチン、マイトマイシンCなど）に対する抵抗性を付与する。

図1．分泌型CTSLと核内CTSLの異なる役割（Sudhan, D.R.; Siemann, D.W. 2015）

カテプシンLの標的化

腫瘍進展および転移促進におけるCTSLの役割、ならびに癌関連骨吸収への寄与は、CTSL介入戦略の開発に対する強い関心を喚起している。制御されないCTSL活性はCTSLと内因性阻害因子のレベル不均衡に起因するため、内因性阻害因子の異所性導入または過剰発現によりCTSLのタンパク質分解機能を消失させようとする研究も行われてきた。注目すべきことに、Gianottiらはこれを実施している。彼らは、シスタチン過剰発現の抗浸潤作用が主として細胞内ではなく細胞外CTSLの不活化によって媒介されることを検証し、さらに腫瘍細胞の転移性表現型が主として分泌型CTSLによって駆動されるという仮説を追加検証した。複数の腫瘍モデル（骨肉腫、神経膠腫、多発性骨髄腫、メラノーマを含む）において、RNA干渉によるCTSLのダウンレギュレーションは、腫瘍性細胞の腫瘍形成能および浸潤性を一貫して抑制した。抗浸潤作用に加え、神経膠芽腫におけるCTSL阻害は、腫瘍細胞のアポトーシス誘導薬に対する感受性を高めることも報告されている。