在乳腺癌中应用CRISPR/Cas9筛选发现一种动粒–微管依赖的Aurora-A抑制剂耐药机制

作者：陈艾琳; 文石军; 刘芳; 张子健; 刘美玲; 武远众; 何斌; 严敏; 康铁邦; 林永辉; 王自峰^*; 刘强^*

来源：癌症, 2021, 40(08): 331-349.

• Alisertib
• Aurora-A
• 乳腺癌
• CHR-6494
• CRISPR/Cas9筛选
• Haspin
• 动粒–微管
• 有丝分裂着丝粒相关驱动蛋白
• 合成致死
• 异种移植瘤

背景与目的 Aurora-A(AURKA)在乳腺癌中过表达,并且与乳腺癌患者的不良预后相关。最近,选择性Aurora-A抑制剂alisertib(MLN8237)被证实在多种癌症的单药治疗中表现出令人鼓舞的抗肿瘤活性,但Ⅲ期临床试验却报道了失败的治疗结果,MLN8237未能明显延长患者的生存时间。因此,发现能够增强MLN8237活性的潜在分子,可为获得更好的治疗效果提供合理的联合用药方案。方法本研究中,我们在乳腺癌细胞中用MLN8237对507个激酶进行了系统的合成致死性CRISPR/Cas9筛选,鉴定出了一组与MLN8237具有合成致死活性相互作用、可作为药物靶标的激酶。随后,我们用竞争性生长分析、克隆形成实验、细胞活性分析、凋亡分析和异种移植瘤小鼠模型,评价了Haspin(GSG2)缺失或抑制与MLN8237的协同治疗效果。在机制研究方面,用免疫荧光法检测了微管状态及Aurora-B和有丝分裂着丝粒相关驱动蛋白(mitotic centromere-associated kinesin,MCAK)的定位。结果我们发现,Haspin缺失或抑制可轻微抑制癌细胞生长,却明显增强了MLN8237的细胞杀伤活性。机制研究表明,Aurora-A抑制剂与Haspin抑制剂共同给药,阻碍了Aurora-B与MCAK被招募到着丝粒,这与过度的微管解聚作用、动粒–微管(kinetochoremicrotubule,KT-MT)连接失败及严重的有丝分裂灾难相关。我们进一步发现,MLN8237与Haspin抑制剂CHR-6494联合给药,在降低乳腺癌细胞的活力方面发挥了协同作用,并显著抑制了体外和体内实验中的肿瘤生长。结论以上结果表明,Haspin可作为一个合成致死靶点,CHR-6494可作为一种潜在的联合用药,改善MLN8237对乳腺癌的疗效。

• 单位
  大连医科大学; 华南肿瘤学国家重点实验室; 中山大学肿瘤防治中心