腎癌微小環境における乳酸シグナルの解明

肾癌微环境中乳酸信号的阐明

基本信息

批准号：
21K16745
负责人：
楠本浩貴
金额：
$ 3万
依托单位：
Wakayama Medical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

がんはワールブルグ効果により解糖系を亢進し、過剰な乳酸を産生・放出する。そのため乳酸はがんに特有な高乳酸環境を形成している。今回、我々は乳酸が免疫細胞、特にB細胞のヒストンH3のアセチル化を誘導することを明らかにした。ヌクレオソームの形成に関わるヒストンは、様々な翻訳後修飾によりクロマチン構造を変化させ、エピジェネティックな遺伝子発現の制御に関与する。特にヒストンH3の27番目のリシンのアセチル化（AcH3K27）は「active enhancer」の指標として知られる。我々は、高乳酸環境が脾細胞のヒストンH3のアセチル化へ与える影響をウエスタンブロット法およびフローサイトメトリー（FACS）により検討した。その結果、B220陽性B細胞特異的にAcH3K27の飛躍的な増加が認められた。脾細胞および脾臓から単離したB細胞を用いて、乳酸及びCD40刺激に伴う遺伝子発現をRNAseqにより検討した。乳酸は単独でサイトカインを含む様々な遺伝子発現を誘導し、CD40刺激はその遺伝子発現パターンを変化させることが分かった。サイトカインの中でも特に抑制性サイトカインであるIL-10遺伝子の発現誘導が著しく、この結果はRT-qPCRでも同様であった。最後に、腎癌細胞株RENCAや膀胱癌細胞株MBT2をマウス背部皮下に移植し、腫瘍内乳酸濃度及びAcH3K27を検討したところ、腫瘍内乳酸濃度は脾臓より高く、腫瘍浸潤Bリンパ球のAcH3K27も正常脾臓B細胞より有意に高かった。以上の結果から、腫瘍内の高乳酸環境は、B細胞のAcH3K27を亢進させ、遺伝子制御を行うことが示唆された。

癌症的沃堡作用促进糖酵解，产生和释放过量的乳酸。因此，乳酸形成癌症独有的高乳酸环境。在这里，我们已经表明乳酸诱导免疫细胞，特别是B细胞中组蛋白H3的乙酰化。参与核小体形成的组蛋白通过各种翻译后修饰改变染色质结构，并参与表观遗传基因表达的调节。特别是，组蛋白H3（ACH3K27）的第27赖氨酸的乙酰化被称为“活跃增强剂”的指标。我们通过蛋白质印迹和流式细胞仪（FACS）研究了高乳酸环境对脾细胞中组蛋白H3乙酰化的影响。结果，在B220阳性B细胞中特别观察到ACH3K27的急剧增加。使用从脾细胞和脾脏分离的B细胞检查与乳酸和CD40刺激相关的基因表达。仅乳酸诱导各种基因表达，包括细胞因子，并且发现CD40刺激改变了其基因表达模式。 IL-10基因的表达是细胞因子中抑制性细胞因子的表达，结果尤为显着，结果与RT-QPCR中的细胞因子的表达相似。最后，对肾脏癌细胞系Renca和膀胱癌细胞系MBT2植入小鼠，并检查了肿瘤内乳酸浓度和ACH3K27。肿瘤内乳酸浓度高于脾脏，ACH3K27（肿瘤浸润B淋巴细胞）也明显高于正常脾B细胞。以上结果表明，肿瘤内的高乳酸环境可增强B细胞中的ACH3K27并进行基因调节。