乳癌に対する分子標的薬トラスツズマブの登場によって生存率が大きく改善したが、この薬剤への耐性化が大きな課題となっている。トラスツズマブ耐性化機序には、がん抑制遺伝子PTENの変異・欠損が一因と考えられている。そこで本研究ではトラスツズマブ耐性乳癌株としてPTEN欠損乳癌細胞株の作成を行い、その機能評価を行った。実験にはヒト乳癌細胞株SKBR3を用い、遺伝子編集技術CRISPR/Cas9法によってPTEN遺伝子を欠損させた。作成したPTEN欠損細胞は、PTENタンパク質が完全に消失しており、実際のトラスツズマブ耐性乳癌で観察される恒常的な細胞増殖シグナルの活性化も認められた。また、PTEN欠損細胞ではトラスツズマブ処理による細胞増殖抑制効果が見られなかったことから、トラスツズマブに対する耐性を有していることが明らかとなった。以上の検討から、今回作成したPTEN欠損乳癌細胞株はトラスツズマブ耐性化を克服するための薬剤スクリーニング系に有用であると考えられる。

Trastuzumab is initially approved for the treatment of patients with metastatic breast cancer overexpressing human epidermal growth factor receptor 2 (HER2/ErbB2). Nevertheless, a significant number of patients with HER2-overxpressing breast cancer will be initially or eventually resistant to anti-HER2-based therapy with trastuzumab. A potential resistance mechanism is aberrant downstream signal transmission due to loss of phosphatase and tensin homolog (PTEN) , however, studies of the resistance mechanisms are hampered by the lack of suitable experimental model systems. Here, we established a PTEN knockout cell line from a human breast cancer cell line SKBR3 using the clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)/CRISPR ? associated protein 9 (CRISPR/Cas9) gene editing system. Western blot analysis showed loss of PTEN protein in cells with PTEN-targeting CRISPR/Cas9. PTEN loss resulted in marked activation of the Akt-mTOR intracellular signaling pathway. Treatment with trastuzumab inhibited parental SKBR3 cell proliferation in a dose-dependent manner, whereas it had minimal effect on PTEN-deficient cells. Our results suggest that CRISPR/Cas9-mediated PTEN-deficient cell is usuful for the development of new strategies effective in overcoming trastuzumab resistance phenomena.