NSC30049は、5-FU耐性CRCバルクおよび幹細胞集団のCHK1経路を阻害します

5-フルオロウラシル（5-FU）治療は、DNAの損傷とDNA複製フォークの失速を誘発します。これらの停止した複製フォークは、崩壊して片面二本鎖切断を形成し、アポトーシスにつながります。しかし、結腸直腸癌（CRC）幹細胞は、失速/崩壊した複製フォークを急速に修復し、治療効果を克服します。最近の証拠は、複製ストレスの防止におけるチェックポイントキナーゼ1（CHK1）の重要な役割を示唆しています。したがって、CHK1キナーゼは、モノまたは併用治療剤を開発するための標的となっています。本研究では、単独で有効な新規孤児分子NSC30049（NSC49L）を特定し、培養中のCRC不均一なバルクとFolfox耐性細胞株の5-FU媒介成長阻害を培養し、正常な結腸に最小限の効果をもたらす5-FU媒介成長阻害を組み合わせて特定しました。上皮細胞。また、CRC幹細胞の球体形成活性を阻害し、CRC幹細胞マーカー遺伝子のmRNAの発現レベルを低下させます。結果は、NSC49Lが、細胞毒性のメカニズムとしてのDNA損傷の負荷の増加とγ-H2AX染色の増加により、5-Fu媒介S期細胞周期停止を誘導することを示しました。しかし、薬物動態分析では、この化合物の生物学的利用能が高いことが示されました。この薬は、病理学的異常のない動物によって非常に忍容性があります。さらに、NSC49Lは、単独または5-FUと組み合わせて、CRC幹細胞腫瘍のHDTXモデルで非常に強力な活性を示しました。したがって、5-FU耐性CRCの不均一なバルクおよびCRC幹細胞集団のCHK1経路を標的とすることにより、単一の薬剤としてまたは5-FUと組み合わせた5-FUと組み合わせることができます。

The 5-fluorouracil (5-FU) treatment induces DNA damage and stalling of DNA replication forks. These stalled replication forks then collapse to form one sided double-strand breaks, leading to apoptosis. However, colorectal cancer (CRC) stem cells rapidly repair the stalled/collapsed replication forks and overcome treatment effects. Recent evidence suggests a critical role of checkpoint kinase 1 (Chk1) in preventing the replicative stress. Therefore, Chk1 kinase has been a target for developing mono or combination therapeutic agents. In the present study, we have identified a novel orphan molecule NSC30049 (NSC49L) that is effective alone, and in combination potentiates 5-FU-mediated growth inhibition of CRC heterogeneous bulk and FOLFOX-resistant cell lines in culture with minimal effect on normal colonic epithelial cells. It also inhibits the sphere forming activity of CRC stem cells, and decreases the expression levels of mRNAs of CRC stem cell marker genes. Results showed that NSC49L induces 5-FU-mediated S-phase cell cycle arrest due to increased load of DNA damage and increased γ-H2AX staining as a mechanism of cytotoxicity. The pharmacokinetic analysis showed a higher bioavailability of this compound, however, with a short plasma half-life. The drug is highly tolerated by animals with no pathological aberrations. Furthermore, NSC49L showed very potent activity in a HDTX model of CRC stem cell tumors either alone or in combination with 5-FU. Thus, NSC49L as a single agent or combined with 5-FU can be developed as a therapeutic agent by targeting the Chk1 pathway in 5-FU-resistant CRC heterogeneous bulk and CRC stem cell populations.