mTORのキナーゼ非依存性の役割およびmTORキナーゼ阻害剤のオン/オフターゲット効果

セリン/スレオニンキナーゼとしてのMtorは、広く追求されている抗がん剤です。MTORキナーゼ阻害剤の複数の臨床試験が進行中ですが、その特異性と安全性の特徴はまだ不足しています。ここでは、MTOR条件付きノックアウトモデル（MTOR - / - ）とともに、誘導性キナーゼ不活性D2338A MTORノックインマウスモデル（MTOR-/KI）を使用して、ヘマトポイジーのMTORのキナーゼ依存性/非依存性機能を評価しました。MTORキナーゼ阻害剤AZD2014のオン/オフターゲット効果。hematopoiesisのmTOR - / - マウスに多くの同様の表現型を示したにもかかわらず、mTOR-/KIマウスは長生きし、造血前駆細胞の違いを示し、造血におけるmTORのキナーゼ非依存性機能を示唆しています。造血幹細胞（HSC）の遺伝子発現シグネチャは、mTORのキナーゼ依存性と独立した効果の両方をさらに明らかにしました。鉛MTORキナーゼ阻害剤であるAZD2014は、MTORキナーゼ活性を抑制する際に主に標的に作用し、トランスクリプトーム分析でmTOR/KI HSCのものを模倣したように見えましたが、MTOR/KIのターゲット外反応の小さなセットも誘導されました。HSC。マウスおよびヒト骨髄性白血病では、キナーゼ阻害剤のターゲット効果に加えて、AZD2014は同様のターゲットおよび成長阻害性の細胞症効果を示しました。これらの研究は、造血におけるmTORのキナーゼ依存性/非依存性効果に関する新しい洞察を提供し、mTORキナーゼ阻害剤の特異性を正確に評価するための遺伝的手段を提示します。

mTOR, as a serine/threonine kinase, is a widely pursued anticancer target. Multiple clinical trials of mTOR kinase inhibitors are ongoing, but their specificity and safety features remain lacking. Here, we have employed an inducible kinase-inactive D2338A mTOR knock-in mouse model (mTOR-/KI) together with a mTOR conditional knockout model (mTOR-/-) to assess the kinase-dependent/-independent function of mTOR in hematopoiesis and the on-/off-target effects of mTOR kinase inhibitor AZD2014. Despite exhibiting many similar phenotypes to mTOR-/- mice in hematopoiesis, the mTOR-/KI mice survived longer and showed differences in hematopoietic progenitor cells compared to mTOR-/- mice, suggesting a kinase-independent function of mTOR in hematopoiesis. Gene expression signatures in hematopoietic stem cells (HSCs) further revealed both kinase-dependent and independent effects of mTOR. AZD2014, a lead mTOR kinase inhibitor, appeared to work mostly on-target in suppressing mTOR kinase activity, mimicking that of mTOR-/KI HSCs in transcriptome analysis, but it also induced a small set of off-target responses in mTOR-/KI HSCs. In murine and human myeloid leukemia, besides kinase-inhibitory on-target effects, AZD2014 displayed similar off-target and growth-inhibitory cytostatic effects. These studies provide new insights into kinase-dependent/-independent effects of mTOR in hematopoiesis and present a genetic means for precisely assessing the specificity of mTOR kinase inhibitors.