AURKAの阻害は、RPS6KB1の活性化を防ぐことにより、胃腸癌細胞の活性化KRAの増殖と生存を減少させます。

背景と目的：KRASシグナル伝達の活性化とオーロラキナーゼA（aurka）の過剰発現は、管腔胃腸がんでしばしば検出されます。Aurkaによるリボソームタンパク質S6キナーゼB1（RPS6KB1）の調節と、ヒト胃腸がん細胞から成長したMICE異種移植腫瘍で、KRAの有効化された形態を持つマウス異種移植腫瘍におけるアリセルティブの効果を調査しました。 方法：Celltiter-Gloの発光およびクローン原性細胞生存アッセイを使用して、KRAS変異または増幅を使用して、10の上部胃腸または結腸癌細胞株におけるAlisertibまたはAurkaの過剰発現またはノックダウンの効果をテストしました。タンパク質の共局在化と免疫沈降を評価するために、タンパク質相互作用を研究するために、近接結紮中のin situアッセイを使用しました。HCT116、SNU-601、SW480、またはSNU-1細胞から成長した異種移植腫瘍を伴うヌードマウスに、4週間経口alisertib（40 mg/kg、5回/wk）を投与しました。腫瘍サンプルを収集し、免疫ブロットと免疫組織化学によって分析しました。隣接する正常組織および腺腫組織を伴う151のパラフィン包埋ヒト結腸腫瘍の組織マイクロアレイは、アウルカのレベルについて免疫組織化学によって分析されました。 結果：Alisertibは、テストした細胞株の増殖と生存を減少させました。Aurkaのノックダウンまたはアリセルテブによる阻害RPS6KB1（T389で）のレベルを低下させ、BIM、切断PARP、および切断されたカスパーゼ3を含むアポトーシスを誘導するタンパク質のレベルの増加。KRASの変異を持つ細胞株でRPS6KB1のAurka依存性リン酸化を検出しましたが、野生型KRAを持つ細胞では検出しませんでした。異種移植腫瘍を伴うマウスへのアリセルテブの投与は、腫瘍の体積を大幅に減少させました（p <.001）。Alisertibは、RPS6KB1およびKI-67のリン酸化を減少させ、腫瘍組織の切断されたカスパーゼ3のレベルを増加させました。組織マイクロアレイの分析では、非腫瘍組織と比較して胃腸腫瘍組織におけるAURKAの有意な過剰発現が見つかりました（P = .0003）。 結論：活性化KRAを伴う胃腸癌細胞株の研究では、AurkaがRPS6KB1をリン酸化することを発見し、マウスの異種移植腫瘍の細胞増殖と生存と成長を促進しました。Aurkaを阻害する薬剤は、KRAの活性化により胃腸腫瘍の成長を遅くする可能性があります。

BACKGROUND & AIMS: Activation of KRAS signaling and overexpression of the aurora kinase A (AURKA) are often detected in luminal gastrointestinal cancers. We investigated regulation of ribosomal protein S6 kinase B1 (RPS6KB1) by AURKA and the effects of alisertib, an AURKA inhibitor, in mice xenograft tumors grown from human gastrointestinal cancer cells with mutant, activated forms of KRAS. METHODS: We tested the effects of alisertib or AURKA overexpression or knockdown in 10 upper gastrointestinal or colon cancer cell lines with KRAS mutations or amplifications using the CellTiter-Glo luminescence and clonogenic cell survival assays. We used the proximity ligation in situ assay to evaluate protein co-localization and immunoprecipitation to study protein interactions. Nude mice with xenograft tumors grown from HCT116, SNU-601, SW480, or SNU-1 cells were given oral alisertib (40 mg/kg, 5 times/wk) for 4 weeks. Tumor samples were collected and analyzed by immunoblots and immunohistochemistry. Tissue microarrays from 151 paraffin-embedded human colon tumors, with adjacent normal and adenoma tissues, were analyzed by immunohistochemistry for levels of AURKA. RESULTS: Alisertib reduced proliferation and survival of the cell lines tested. AURKA knockdown or inhibition with alisertib reduced levels of phosphorylated RPS6KB1 (at T389) and increased levels of proteins that induce apoptosis, including BIM, cleaved PARP, and cleaved caspase 3. AURKA co-localized and interacted with RPS6KB1, mediating RPS6KB1 phosphorylation at T389. We detected AURKA-dependent phosphorylation of RPS6KB1 in cell lines with mutations in KRAS but not in cells with wild-type KRAS. Administration of alisertib to mice with xenograft tumors significantly reduced tumor volumes (P < .001). Alisertib reduced phosphorylation of RPS6KB1 and Ki-67 and increased levels of cleaved caspase 3 in tumor tissues. In analyses of tissue microarrays, we found significant overexpression of AURKA in gastrointestinal tumor tissues compared with non-tumor tissues (P = .0003). CONCLUSION: In studies of gastrointestinal cancer cell lines with activated KRAS, we found AURKA to phosphorylate RPS6KB1, promoting cell proliferation and survival and growth of xenograft tumors in mice. Agents that inhibit AURKA might slow the growth of gastrointestinal tumors with activation of KRAS.