We demonstrate that inhibition of cyclin dependent kinases 4/6 (CDK4/6) leads to senescence in human papillomavirus (HPV)-negative (-) head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC), but not in HPV-positive (+) HNSCC. The BCL-2 family inhibitor, navitoclax, has been shown to eliminate senescent cells effectively. We evaluated the efficacy of combining palbociclib and navitoclax in HPV- HNSCC. Three HPV- HNSCC cell lines (CAL27, HN31, PCI15B) and three HPV+ HNSCC cell lines (UPCI-SCC-090, UPCI-SCC-154, UM-SCC-47) were treated with palbociclib. Treatment drove reduced expression of phosphorylated Rb (p-Rb) and phenotypic evidence of senescence in all HPV- cell lines, while HPV+ cell lines did not display a consistent response by Rb or p-Rb and did not exhibit morphologic changes of senescence in response to palbociclib. In addition, treatment of HPV- cells with palbociclib increased both β-galactosidase protein expression and BCL-xL protein expression compared to untreated controls in HPV- cells. Co-expression of β-galactosidase and BCL-xL occurred consistently indicating elevated BCL-xL expression in senescent cells. Combining palbociclib with navitoclax led to decreased HPV- HNSCC cell survival and led to increased apoptosis levels in HPV- cell lines compared to each agent given alone. Implications: This work exploits a key genomic hallmark of HPV- HNSCC (CDKN2A disruption) using palbociclib to induce BCL-xL dependent senescence, which subsequently causes the cancer cells to be vulnerable to the senolytic agent, navitoclax.

中文翻译：

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Palbociclib 使人乳头瘤病毒阴性的头颈部鳞状细胞癌易受抗衰老药物 navitoclax 的影响

我们证明抑制细胞周期蛋白依赖性激酶 4/6 (CDK4/6) 会导致人乳头瘤病毒 (HPV) 阴性 (-) 头颈部鳞状细胞癌 (HNSCC) 衰老，但不会导致 HPV 阳性 (+) HNSCC 衰老. BCL-2 家族抑制剂 navitoclax 已被证明可有效消除衰老细胞。我们评估了 palbociclib 和 navitoclax 联合治疗 HPV-HNSCC 的疗效。用 palbociclib 处理三种 HPV-HNSCC 细胞系（CAL27、HN31、PCI15B）和三种 HPV+ HNSCC 细胞系（UPCI-SCC-090、UPCI-SCC-154、UM-SCC-47）。治疗降低了所有 HPV-细胞系中磷酸化 Rb (p-Rb) 的表达和衰老的表型证据，而 HPV+ 细胞系没有表现出 Rb 或 p-Rb 的一致反应，也没有表现出响应中的衰老形态学变化到 palbociclib。此外，与 HPV 细胞中未处理的对照相比，用 palbociclib 处理 HPV 细胞增加了 β-半乳糖苷酶蛋白表达和 BCL-xL 蛋白表达。β-半乳糖苷酶和 BCL-xL 的共表达一致地发生，表明衰老细胞中 BCL-xL 表达升高。与单独给予的每种药物相比，将 palbociclib 与 navitoclax 组合导致 HPV-HNSCC 细胞存活率降低，并导致 HPV-细胞系中的细胞凋亡水平增加。启示：这项工作利用 HPV-HNSCC（CDKN2A 破坏）的关键基因组标志，使用 palbociclib 诱导 BCL-xL 依赖性衰老，随后导致癌细胞易受衰老清除剂 navitoclax 的影响。β-半乳糖苷酶和 BCL-xL 的共表达一致地发生，表明衰老细胞中 BCL-xL 表达升高。与单独给予的每种药物相比，将 palbociclib 与 navitoclax 组合导致 HPV-HNSCC 细胞存活率降低，并导致 HPV-细胞系中的细胞凋亡水平增加。启示：这项工作利用 HPV-HNSCC（CDKN2A 破坏）的关键基因组标志，使用 palbociclib 诱导 BCL-xL 依赖性衰老，随后导致癌细胞易受衰老清除剂 navitoclax 的影响。β-半乳糖苷酶和 BCL-xL 的共表达一致地发生，表明衰老细胞中 BCL-xL 表达升高。与单独给予的每种药物相比，将 palbociclib 与 navitoclax 组合导致 HPV-HNSCC 细胞存活率降低，并导致 HPV-细胞系中的细胞凋亡水平增加。启示：这项工作利用 HPV-HNSCC（CDKN2A 破坏）的关键基因组标志，使用 palbociclib 诱导 BCL-xL 依赖性衰老，随后导致癌细胞易受衰老清除剂 navitoclax 的影响。