ケモカイン-ケモカイン受容体軸の応用は、大腸癌患者におけるサイトカイン誘導キラー細胞の腫瘍標的遊走能を増加させる

Application of the chemokine-chemokine receptor axis increases the tumor-targeted migration ability of cytokine-induced killer cells in patients with colorectal cancer.

• Yunlian Zou
• Jianhua Liang
• Danyang Li
• Jingjing Fang
• Linping Wang
• Jinli Wang
• Jinping Zhang
• Qiang Guo
• Xinmin Yan
• Hui Tang

抄録

サイトカイン誘導キラー（CIK）細胞は、ヒト末梢血単核球から単離された不均一な免疫細胞群であり、血液悪性腫瘍および大腸がんを含む固形腫瘍の両方で治療効果があることが示されている。しかし、腫瘍を標的とした遊走性が悪いため、CIK細胞治療の臨床的有効性は限定されている。ケモカイン-ケモカイン受容体（CK-CKR）軸は、免疫細胞の腫瘍誘導性移動能力において役割を果たしている。CIK細胞表面のCKRプロファイルと腫瘍微小環境におけるケモカイン発現レベルの関係を調べることは、CIK細胞治療の改善につながる可能性がある。本研究では、大腸がん（CRC）患者から得られた腫瘍組織におけるケモカイン発現レベルのスペクトルと、同じCRC患者から得られたCIK細胞におけるCKR発現プロファイルを調べた。その結果、腫瘍組織におけるケモカイン発現量にはばらつきがあり、細胞株にも不均一性があることがわかった。しかし、多くのケモカインの発現レベルは、異なるCRCドナーおよび細胞株において類似していた。CXCLL10、CXCL11およびCCL3の発現レベルは、隣接する正常組織と比較して、ほとんどの腫瘍組織で有意に高く、ほとんどのCRC細胞株で高度に発現していた。ケモカインの発現レベルに応じて、CIK細胞の表面上のCKRプロファイルもまた、ドナー間の変動性を示した。しかし、異なるCRC患者では、CKRの発現プロファイルが一致していることが確認された。CXCR3とCXCR4は、培養プロセスを通じてCIK細胞の表面に高度に発現していた。重要なことに、すべてのCKR、特にCCR4、CXCR4およびCXCR3の発現レベルは、CIK細胞の増殖の過程で顕著に減少した。ＣＫＲプロファイルの変化傾向は、ＣＲＣ組織におけるケモカイン発現プロファイルとは相関しなかった（ＣＣＬ３、ＣＸＣＬ１２およびＣＸＣＬ１０／ＣＸＣＬ１１は、ＣＲＣ組織において高発現であった）。ケモカイン（CCL21およびCXCL11）を用いてCIK細胞を適切なタイミングで再刺激すると、対応するCIK細胞表面のCKR発現レベルが上昇し、腫瘍を標的としたトラフィッキングが促進されることが示された。これらの結果から、外因性の組換えケモカインを用いてCK-CKR軸を適切なタイミングで修飾することで、CIK細胞のトラフィッキング能力が向上し、CIK抗腫瘍効果が向上することが示された。

Cytokine-induced killer (CIK) cells are a group of heterogeneous immune cells which can be isolated from human peripheral blood mononuclear cells and have demonstrated therapeutic benefit both in hematologic malignancies and solid tumors, including colorectal cancer. However, poor tumor-targeted migration has limited the clinical efficacy of CIK cell treatment. The chemokine-chemokine receptor (CK-CKR) axis serves a role in the tumor-directed trafficking capacity of immune cells. Investigating the relationship between CKR profiles on the surface of CIK cells and chemokine expression levels in the tumor microenvironment may improve CIK cell therapy. In the present study, the spectrum of chemokine expression levels in tumor tissues from patients with colorectal cancer (CRC) and CKR expression profiles in CIK cells obtained from the same individuals with CRC were investigated. The results showed that chemokine expression levels in tumor tissues exhibited variability and cell line heterogeneity. However, the expression levels of a number of chemokines were similar in different CRC donors and cell lines. Expression levels of CXCLL10, CXCL11 and CCL3 were significantly higher in most tumor tissues compared with adjacent normal tissues and highly expressed in most CRC cell lines. In accordance with chemokine expression levels, CKR profiles on the surface of CIK cells also showed donor-to-donor variability. However, concordant expression profiles of CKRs were identified in different patients with CRC. CXCR3 and CXCR4 were highly expressed on the surface of CIK cells through the culture process. Importantly, the expression levels of all CKRs, especially CCR4, CXCR4 and CXCR3, were notably decreased during the course of CIK cell expansion. The changing trend of CKR profiles were not correlated with the chemokine expression profiles in CRC tissues (CCL3, CXCL12 and CXCL10/CXCL11 were highly expressed in CRC tissue). Re-stimulating CIK cells using chemokines (CCL21 and CXCL11) at the proper time point increased corresponding CKR expression levels on the surface of CIK cells and enhance tumor-targeted trafficking . These results demonstrated that modification of the CK-CKR axis using exogenous recombinant chemokines at the proper time point enhanced CIK cell trafficking ability and improved CIK antitumor effects.

Copyright: © Zou et al.