透過性膜支持体との共培養を用いたマクロファージ活性化に及ぼす腫瘍分泌パラクリンリガンドの効果の研究
Summary
ここでは、腫瘍細胞が免疫応答を抑制するために使用する非接触パラクリンシグナル伝達の研究を容易にするために透過性膜支持体を用いる方法を提示する。このシステムは、マクロファージ活性化を減衰させる腫瘍分泌因子の役割を研究することに適している。
Abstract
腫瘍由来パラクリンシグナル伝達は、局所免疫抑制の見落とされた成分であり、継続的な癌増殖および転移のための寛容な環境につながる可能性があります。パラクリンシグナルは、T細胞の表面上でPD-1と直接相互作用する腫瘍の表面に発現するPD-L1のような異なる細胞型間の細胞間接触、または腫瘍細胞によるリガンドの分泌を含むことができる。ここでは、腫瘍分泌リガンドが免疫細胞(マクロファージ)活性化に及ぼす影響を問う共培養法について説明する。この簡単な手順は市販の0.4μmポリカーボネート膜透過性支持および標準的な組織培養プレートを利用する。記載されたプロセスにおいて、マクロファージは、下房内の上部チャンバーおよび腫瘍細胞で培養される。0.4 μmバリアの存在は、2つの細胞型が同じ培地を共有し、パラクリンリガンドへの暴露を行うので、物理的接触の交絡変数なしで細胞間シグナル伝達の研究を可能にする。このアプローチは、マクロファージの遺伝的変化(例えば、遺伝的ノックアウトマウスからの単離)または腫瘍(例えば、CRISPR媒介性変化)などの他の人と組み合わせて、特定の分泌因子および受容体の役割を研究することができる。このアプローチは、2つの細胞集団を分離するために流れの選別を必要とせずに、定量的逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(qRT-PCR)またはウェスタンブロット分析などの標準的な分子生物学的分析にも適しています。酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)も同様に、分泌されたリガンドを測定し、多細胞型文脈における細胞シグナル伝達の動的相互作用をよりよく理解することができる。共培養の期間は、時間的に調節された事象の研究のためにも変化させることができる。この共培養法は、免疫コンテキストにおける腫瘍分泌シグナルの研究を容易にする堅牢なツールである。
Introduction
最近の研究では、免疫細胞による検出を回避し、局所免疫活性化を抑制し、腫瘍微小環境でトレロゲン性腫瘍寛容ミリウーを産生する癌細胞の能力に焦点を当てている。これらの効果を促進する腫瘍および免疫細胞相互作用の2つの広範なクラスが記載されている:接触媒介相互作用または腫瘍分泌リガンド。腫瘍によって利用される接触媒介性免疫阻害の最もよく研究され、臨床的にトラクタブルなメカニズムの1つは、それらの活性化および機能1、2を阻害するためにT細胞上のPD-1と相互作用するPD-L1の発現である。多数の活性化免疫細胞によって発現されるインターフェロン-γ(IFNγ)に応答して、腫瘍細胞はPD-1発現活性化T細胞の枯渇を誘導するPD-L1の発現を増加させることができ、それによって腫瘍細胞3を効果的に根絶することを防止する。PD-L1とPD-1との相互作用を遮断する抗体の使用は、現在、ヒト4における複数の癌タイプを治療するために使用されている。この臨床的成功などに照らして、腫瘍由来免疫抑制機構の同定と標的化が注目を集めている。
適応免疫の抑制を超えて、腫瘍は先天性免疫細胞の炎症性応答を抑制する因子を分泌することも知られている。IL-6、IL-10、VEGF、IL-23、およびコロニー刺激因子(CSF-1)を含む腫瘍由来または腫瘍誘発分泌物は、腫瘍微小環境におけるナチュラルキラー(NK)細胞、顆粒球、および樹状細胞の抗腫瘍応答を阻害することが示されている。腫瘍細胞はまた、腫瘍微小環境における骨髄由来細胞のリクルートおよび分化を歪める因子を分泌し、T細胞活性化の抑制を促進することができる8、9である。
腫瘍進行に大きな影響を与える先天性免疫細胞の一種がマクロファージである。長年にわたり、腫瘍関連マクロファージ(AM)の存在は、患者生存期間10の陰性予後として使用されてきた。免疫抑制性のTAMが腫瘍の免疫細胞媒介クリアランスを減衰させるという概念は、40年以上前に導入されました。さらに最近では、マクロファージ前炎症反応はダウンレギュレートされ、腫瘍微小環境ではプロ腫瘍表現型を誘導できることが示されている。これらの免疫抑制マクロファージは、トレロゲン応答に寄与し、腫瘍の進行および化学および免疫療法12に対する耐性を駆動する。マクロファージは、多くの場合、腫瘍を有する最も豊富な白血球の一つであることを考えると、それらの腫瘍特異的免疫活性の回復は、抗癌治療のための潜在的な標的を表す13。
腫瘍細胞とマクロファージ間の接触媒介性相互作用は直接共培養によってモデル化することができるが、透過性膜支持体の使用は、腫瘍免疫細胞間接触の潜在的に混乱する影響なしに、どの腫瘍分泌因子が免疫調節可能かを解明することができる。幾分類似した方法を用いて、他の人は、ミクログリア/ニューロン相互作用14における分泌因子ならびに中皮細胞15との腫瘍細胞における分泌因子を同定する可能性を実証した。我々はまた、LPSおよびインターフェロン-γ16を用いた腹腹マクロファージの刺激後の炎症性遺伝子発現の抑制剤として、腫瘍分泌タンパク質Pros1の役割を特徴付けるために、この共培養技術を使用することに成功した。ここでは、腫瘍分泌因子がマクロファージ活性化にどのような影響を与えるかを調べたりできる簡単な方法論について説明します。
Protocol
Representative Results
Discussion
ここで提示される共培養アッセイは、免疫細胞活性化に関する腫瘍分泌因子の研究を可能にする、以前に確立されたアッセイの改変である。細胞間接触は免疫活性の変化を誘導することが知られているが、腫瘍分泌リガンドが免疫活性化を調節する能力はあまりよく理解されていない。直接的な共培養とは異なり、腫瘍由来の分泌因子が接触媒介シグナル伝達の混同性なしに免疫細胞活性化?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
エリック・ユービルは、部分的には、アメリカ癌学会博士フェローシップ(128770-PF-15-216-01-LIB)によって資金提供されました。この研究は、NIH(R01-CA205398)と乳がん研究財団賞(BCRF-18-041)からHSEへの助成金によって支援されました。
Materials
| B16-F10 | ATCC | ATCC CRL-6475 | |
| cDNA synthesis kit | Promega | A3500 | |
| DMEM/F12 media | ThermoFisher Scientific- Gibco | 11320033 | |
| Fetal Bovine Serum | Millipore | TMS-013-B | |
| J774A.1 | ATCC | ATCC TIB-67 | |
| Lipopolysaccharides from Escherichia coli O111:B4 | Sigma-Aldrich | L5293-2ML | |
| Murine M-CSF | Prospec | CYT-439 | |
| Penicillin-Streptomycin (10,000 U/mL) | ThermoFisher Scientific- Gibco | 15140122 | |
| Pros1 ELISA | MyBioSource | MBS2886720 | |
| RAW264.7 | ATCC | ATCC TIB-71 | |
| Recombinant Mouse IFNγ | BioLegend | 575302 | |
| Sensimix SYBR Low-ROX kit | Bioline | QT625-05 | |
| Transwell permeable supports | Fisher Scientific | 07-200-170 | |
| Trypsin-EDTA | ThermoFisher Scientific- Gibco | 25200056 |
References
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