乳がん幹細胞RNAパルス化樹状細胞はエフェクターT細胞による腫瘍細胞の殺傷力を高める

Breast cancer stem cell RNA-pulsed dendritic cells enhance tumor cell killing by effector T cells.

• Nuttavut Sumransub
• Niphat Jirapongwattana
• Pranisa Jamjuntra
• Suyanee Thongchot
• Thaweesak Chieochansin
• Pa-Thai Yenchitsomanus
• Peti Thuwajit
• Malee Warnnissorn
• Pornchai O-Charoenrat
• Chanitra Thuwajit

抄録

がん幹細胞（CSC）は、乳がん（BC）細胞の治療抵抗性を支えている。樹状細胞（DC）を用いた治療は有効かつ安全であるが、BC治療におけるCSCを標的としたこの手法の効率性については、さらなる調査が必要である。本研究では、乳房のCSC抗原をパルス照射したDCが、BC細胞を殺すためにエフェクターリンパ球を活性化する能力を調べることを目的とした。院内患者由来BC細胞株BCA55-121からCD44/CD24 CSCを分離し、BCA55-121の全集団（BCA55-121-WP）と比較して、OCT4Aの発現が上昇し、コロニー形成アッセイにおいて優れた増殖能を示すことで、幹細胞性の獲得が確認された。健康なドナーの末梢血から単球からDCを分化させ、CSCトータルRNAでパルス化した。CSC RNAでパルスしたDCの成熟は、CD11c、CD40、CD83、CD86、HLA-DRの発現が増加し、単球と比較してCD14の発現が減少することで確認された。CSC RNA-pulsed DCと共培養した全リンパ球をフローサイトメトリーで分析し、CD3、CD4、CD8、CD16、CD56を含むマーカーを調べた。その結果、共培養細胞にはほとんどが細胞毒性のあるCD8+ Tリンパ球が含まれており、次いでCD4+ Tリンパ球、ナチュラルキラー（NK）細胞とNKT細胞が少量含まれていることが明らかになった。ELISA法を用いてIFN-γ産生を測定したところ、活性化CD4およびCD8+リンパ球はナイーブT細胞と比較してより多くのIFN-γを産生しており、CD8+T細胞がエフェクターT細胞であることを示唆していることが明らかになった。CSC RNAは、混合BC細胞からのRNAと比較して、T細胞による腫瘍抗原特異的な殺傷を活性化するために、より効率的な抗原源であった。これらのCSC特異的エフェクターT細胞は、20:1のエフェクターT細胞：腫瘍細胞比でBC細胞のアポトーシスを有意に誘導した。特筆すべきは、乳房CSCの培養物はエフェクターT細胞の殺傷に対する抵抗性を示したことであり、これはCSC集団におけるプログラムされた死のリガンド1の発現が増加したことに一部起因している。本研究は、BCに対する抗がん免疫応答の調節におけるDCのプライミングのためのCSC RNAの潜在的な使用を強調している。

Cancer stem cells (CSCs) underpin the resistance of breast cancer (BC) cells to therapy. Dendritic cell (DC)-based treatment is efficacious and safe, but the efficiency of this technique for targeting CSCs in BC treatment requires further investigation. The present study aimed to investigate the ability of DCs pulsed with breast CSC antigens to activate effector lymphocytes for killing BC cells. CD44/CD24 CSCs were isolated from BCA55-121, an in-house patient-derived BC cell line, and acquisition of stemness properties was confirmed by upregulated expression of OCT4A and a superior proliferative capacity in colony formation assays compared with whole population of BCA55-121 (BCA55-121-WP). DCs were differentiated from monocytes from peripheral blood of healthy donors and pulsed with CSC total RNA. Maturation of the CSC RNA-pulsed DCs was confirmed by increased expression of CD11c, CD40, CD83, CD86 and HLA-DR, as well as reduced CD14 expression compared with monocytes. Total lymphocytes co-cultured with CSC RNA-pulsed DCs were analyzed by flow cytometry for markers including CD3, CD4, CD8, CD16 and CD56. The results revealed that the co-cultures contained mostly cytotoxic CD8+ T lymphocytes followed by CD4+ T lymphocytes and smaller populations of natural killer (NK) and NKT cells. ELISA was used to measure IFN-γ production, and it was revealed that activated CD4 and CD8+ lymphocytes produced more IFN-γ compared with naïve T cells, suggesting that CD8+ T cells were effector T cells. CSC RNA was a more efficient antigen source compared with RNA from mixed BC cells for activating tumor antigen-specific killing by T cells. These CSC-specific effector T cells significantly induced BC cell apoptosis at a 20:1 effector T cell:tumor cell ratio. Of note, the breast CSCs cultures demonstrated resistance to effector T cell killing, which was in part due to increased expression of programmed death ligand 1 in the CSC population. The present study highlights the potential use of CSC RNA for priming DCs in modulating an anticancer immune response against BC.

Copyright: © Sumransub et al.