マクロファージはT細胞とは無関係に扁平上皮癌の増殖を促進する

Macrophages Promote Growth of Squamous Cancer Independent of T cells.

抄録

口腔癌、主に扁平上皮癌（SCC）は、ゆっくりと、あるいは積極的に進行する。ここで我々は、SCCの挙動におけるマクロファージの役割を評価した。ケラチン15陽性幹細胞のKras活性化変異とSmad4欠失を有する腫瘍に由来するマウスSCC細胞と、増幅と欠失を有するヒト口腔SCC細胞株FaDuを用いた。SCC細胞は、免疫不全のレシピエントまたは免疫能のある（syngeneic）レシピエントに移植された。腫瘍が形成された後、クロドロネートリポソームを使ってマクロファージを切除した。腫瘍関連マクロファージ（TAM）の数は、T細胞の存在に影響されないが、異なるSCC株由来の腫瘍ではかなり異なることが分かった。クロドロネートはTAMと脾臓マクロファージを有意に減少させ、その結果、SCC体積を減少させた。クロドロネートを投与した腫瘍は、増殖の減少を示さなかったが、アポトーシスの増加と血管密度の減少を示した。腫瘍細胞やTAMで多く産生されるアポトーシス阻害剤であるFLIP（Fas-associated via death domain-like interleukin 1β-converting enzyme inhibitory protein）は、クロドロネート投与マウスの腫瘍細胞で減少していた。FLIPレベルの減少は、リン酸化された核内NFκB p65の減少と相関しており、NFκB阻害剤はSCC細胞におけるFLIPタンパク質レベルを減弱させることが確認された。さらに、TGFβ1血清レベルおよびpSmad3は、クロドロネート投与マウスで減少したが、その減少は、上皮間葉転換や内皮細胞におけるTGFβを介した血管新生を逆転させるには不十分であった。その結果、マクロファージの減少によって転移が有意に減少することはなかった。しかし、pSmad3の減少は、クロドロネート処理した腫瘍細胞におけるその転写標的である血管内皮増殖因子Aの減少と相関し、これはクロドロネート処理した腫瘍の血管密度の減少と相関していた。以上のことから、マクロファージは腫瘍細胞との相互作用を通じてSCCの拡大に寄与しているが、SCCの転移には無関係であることが明らかになった。本研究は、SCCの進展におけるTAMの貢献と限界を理解するための新しい知見を提供するものである。

Oral cancers, primarily squamous cell carcinomas (SCCs), progress either slowly or aggressively. Here we assessed the role of macrophages in SCC behavior. We used mouse SCC cells derived from tumors harboring a Kras activation mutation and Smad4 deletion in keratin 15-positive stem cells and a human oral SCC cell line, FaDu, which has amplification and deletion. SCC cells were transplanted into immune-compromised or immune-competent (syngeneic) recipients. After tumors were established, we used clodronate liposomes to ablate macrophages. We found that the number of tumor-associated macrophages (TAMs) was not affected by the presence of T cells but differed considerably among tumors derived from different SCC lines. Clodronate significantly reduced TAMs and splenic macrophages, resulting in reduced SCC volumes. Tumors with clodronate treatment did not show decreased proliferation but did exhibit increased apoptosis and reduced vascular density. FLIP (Fas-associated via death domain-like interleukin 1β-converting enzyme inhibitory protein), an apoptosis inhibitor abundantly produced in tumor cells and TAMs, was reduced in tumor cells of clodronate-treated mice. Reduced FLIP levels correlated with reductions in phosphorylated nuclear NFκB p65 and NFκB inhibitor attenuated FLIP protein levels in SCC cells. Furthermore, TGFβ1 serum levels and pSmad3 were reduced in clodronate-treated mice, but their reductions were insufficient to reverse epithelial-mesenchymal transition or TGFβ-mediated angiogenesis in endothelial cells. Consequently, metastasis was not significantly reduced by macrophage reduction. However, reduced pSmad3 correlated with reduction of its transcriptional target, vascular endothelial growth factor A, in clodronate-treated tumor cells, which correlated with reduced vascular density in clodronate-treated tumors. Taken together, our study revealed that macrophages contribute to SCC expansion through interactions with tumor cells but are dispensable for SCC metastasis. Our study provides novel insights into understanding the contributions and limitations of TAMs in SCC progression.