CFI-400945通过促进有丝分裂紊乱及DNA损伤相关的细胞凋亡，提高结直肠癌模型中的放射敏感性

《Cancer Cell International》：CFI-400945 enhances radiosensitivity in colorectal cancer models by promoting mitotic dysregulation and DNA damage-associated apoptosis

　　

摘要

背景

放射抗拒仍是提升结直肠癌放疗疗效的巨大障碍。由于有丝分裂的精确性及中心体稳态会在基因毒性应激下影响细胞命运，我们研究了CFI-400945是否能增强结直肠癌模型中的辐射反应，以及这种效应是否与极似蛋白激酶4相关的有丝分裂异常有关。

方法

HCT116和HT29结直肠癌细胞分别接受CFI-400945处理和/或辐射处理。通过MTT存活率检测、克隆形成能力检测，以及细胞周期分布、中心体相关异常、核形态、DNA损伤相关信号传导和凋亡标志物分析来评估辐射反应。通过siRNA介导的PLK4敲低来研究PLK4的作用，同时检测Aurora激酶B的磷酸化情况以探究其与Aurora B的潜在关联。还在非恶性CCD 841 CoN结肠来源的对照细胞以及患者来源的结直肠癌类器官中测试了联合治疗的效果。

结果

与单独使用任一治疗方式相比，CFI-400945与放疗联合使用会降低HCT116和HT29细胞的短期存活率和长期克隆形成能力。在CCD 841 CoN细胞中，CFI-400945并未显著增强放疗导致的克隆形成能力下降。联合治疗增加了G2/M期细胞比例、大于4N染色体数和亚G1期细胞比例，以及γ-微管蛋白阳性焦点、多核细胞和微核出现频率，这些均表明存在与中心体相关的有丝分裂异常并导致细胞存活率下降。DNA损伤相关信号传导也有所增强，DNA依赖性蛋白激酶催化亚基、磷酸化组蛋白H2AX的水平上升，ATM和CHK2的磷酸化程度也增加。凋亡标志物的表达同样增加，包括caspase-3和PARP1的明显切割。在实验条件下，CFI-400945并未显著抑制AURKB的磷酸化。重要的是，siRNA介导的PLK4敲低会降低辐射处理后的克隆形成能力，同时增加PARP1和caspase-3的切割程度，这表明PLK4参与了辐射反应。在患者来源的结直肠癌类器官中，联合治疗同样会降低细胞存活率，同时增加DNA损伤相关和凋亡标志物的表达。

结论

CFI-400945能够增强结直肠癌细胞系及患者来源类器官的辐射反应，同时伴随与中心体相关的有丝分裂异常、DNA损伤相关信号传导增强以及凋亡标志物表达增加。siRNA介导的PLK4敲低可部分重现这些效应，表明PLK4参与有丝分裂调控。不过，由于CFI-400945也可能作用于非PLK4类的有丝分裂激酶，因此这些结果表明放射敏感性增加与PLK4相关的有丝分裂异常之间存在关联，而非完全由PLK4决定。