腫瘍随伴マクロファージの多様な乳酸シグナルネットワークの解明

阐明副肿瘤巨噬细胞中不同的乳酸信号网络

基本信息

批准号：
22K07155
负责人：
馬場崇
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Wakayama Medical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K07155/
关键词：
腫瘍内高乳酸環境マクロファージ Il23a 乳酸がん微小環境

项目摘要

がん細胞は酸素条件下でさえ解糖系を亢進させ、結果、過剰な乳酸を産生、分泌している。そのため、腫瘍内は高乳酸環境であることが知られている。腫瘍内に浸潤したマクロファージはToll様受容体2/4刺激に伴いIl23aの転写を誘導するが、高乳酸環境はその転写を促進することが報告されている。また、腫瘍内高乳酸環境は浸潤したマクロファージをM2型様に極化させる。本研究は高乳酸環境におけるマクロファージの転写制御機構を分子レベルで解明することを目的としている。本年度はゲノムワイドCRISPRスクリーニングの結果をもとにIl23aの乳酸による転写制御機構解明を試みた。最初にスクリーニングの結果から遺伝子を選択しセカンドスクーニングを行った結果、ミトコンドリア局在タンパク質、翻訳後修飾、TLR2/4のシグナル分子が同定された。セカンドスクリーンにより得られた遺伝子の一つのノックアウト細胞株を限界希釈によりクローニングし、完全にノックアウトされている細胞を得た。これらの細胞は乳酸を添加してもIl23aの転写の増強がほとんど起きなかった。スクリーニングにはTLR2または4のリガンドとしてペプチドグリカンを用いたが、TLR4リガンドのリポポリサッカライド、TLR1/TLR2のリガンドPam3CSK4、TLR2/TLR6のリガンドPam2CSK4でも同様の結果が得られた。さらにレスキュー実験を試みたところ、乳酸依存的なIl23aの転写増強が回復した。以上の結果から、スクリーニングによりえら得た遺伝子は乳酸依存的なIl23a制御分子である可能性が非常に高い。

癌细胞即使在氧气条件下也会增强糖酵解，从而导致产生和分泌过量的乳酸。因此，众所周知，肿瘤具有高乳酸环境。侵略肿瘤的巨噬细胞诱导IL23a的转录，并用Toll样受体2/4刺激，但据报道，高乳酸环境促进了其转录。此外，肿瘤内高乳酸环境以M2样的方式渗透巨噬细胞。这项研究旨在阐明分子水平高乳酸环境中巨噬细胞的转录控制机制。今年，我们试图根据全基因组CRISPR筛选的结果来阐明乳酸对IL23a的转录调节机制。首先，从筛选结果中选择基因，并进行了第二次筛选，并确定了线粒体局部蛋白质，翻译后修饰和TLR2/4的信号分子。通过限制稀释以获得完全基因敲除细胞来克隆通过第二筛子获得的基因的一个基因敲除细胞系。即使加入乳酸，这些细胞也几乎不会增强IL23a的转录。肽聚糖被用作TLR2或4的配体，但使用脂多糖TLR4配体，配体PAM3CSK4 TLR1/TLR2和配体PAM2CSK4 TLR2/TLR2获得了类似的结果。此外，尝试救援实验来恢复IL23A的乳酸依赖性转录增强。从以上结果来看，通过筛选获得的基因很有可能是乳酸依赖性的IL23A调节分子。