CD147はRSK2/AP-1経路を介した表皮悪性腫瘍のメディエーターである

CD147 mediates epidermal malignant transformation through the RSK2/AP-1 pathway.

抄録

背景:

表皮の悪性化は、皮膚扁平上皮癌（cSCC）の病態に必須のプロセスである。CD147が様々な腫瘍において重要な役割を果たすことが証明されているが、in vivoでの表皮の悪性化におけるCD147の役割はまだ不明である。

BACKGROUND: Malignant transformation of the epidermis is an essential process in the pathogenesis of cutaneous squamous-cell carcinoma (cSCC). Although evidence has demonstrated that CD147 plays key roles in various tumors, the role of CD147 in epidermal malignant transformation in vivo remains unclear.

方法:

表皮CD147の過剰発現またはノックアウト（EpiまたはEpi）トランスジェニックマウスを作成し、in vivoでの研究を行った。RNA-sequencingとq-PCRを行い、発現の異なる遺伝子を同定した。骨髄由来抑制細胞（MDSC）の制御におけるCD147の役割を調べるために、免疫組織化学とフローサイトメトリーを実施した。免疫沈降法、EMSA、ChIPアッセイを行い、CD147の細胞形質転換における機構を検討した。

METHODS: Epidermal CD147-overexpression or knockout (Epi or Epi) transgenic mouse models were generated for in vivo study. RNA-sequencing and q-PCR were performed to identify the differentially expressed genes. Immunohistochemistry and flow cytometry were performed to investigate the role of CD147 in regulating myeloid-derived suppressor cells (MDSCs). Immunoprecipitation, EMSA and ChIP assays were performed to investigate the mechanism of CD147 in cell transformation.

結果:

CD147を表皮に特異的に過剰発現させたEpiトランスジェニックマウスでは、MDSCのリクルートに必須なCXCL1などのケモカイン・サイトカインが顕著に上昇することを見出した。予想通り、表皮におけるCD147の過剰発現は、DMBA/TPAマウスモデルにおいて、腫瘍の発生率、腫瘍の数およびサイズを増加させることにより、腫瘍形成を著しく促進させた。興味深いことに、Epiトランスジェニックマウスでは、CXCL1の発現とMDSCsの浸潤が劇的に増加した。また、CD147をノックダウンすると、EGFによる悪性化、およびHaCaT細胞におけるCXCL1の発現が減弱することも明らかになった。また、CD147は皮膚扁平上皮癌（cSCC）において過剰発現しており、骨髄関連マーカーであるCD33の発現と正の相関があることが明らかになった。さらに、CD147の結合部位にセリン・スレオニンキナーゼであるRSK2が相互作用パートナーとして同定された。CD147とRSK2の相互作用はRSK2を活性化し、その結果AP-1の転写活性化を促進した。さらに、EMSAとChIPアッセイにより、AP-1がCXCL1プロモーターに結合することが示された。重要なことは、RSK2阻害剤がMDSCsの動員を抑制することにより、DMBA/TPAマウスモデルにおける腫瘍の成長を抑制することであった。

RESULTS: We found that specific overexpression of CD147 in the epidermis (Epi) induces spontaneous tumor formation; moreover, a set of chemokines and cytokines including CXCL1, which play essential function in MDSC recruitment, were significantly upregulated in Epi transgenic mice. As expected, overexpression of CD147 in the epidermis remarkably facilitated tumorigenesis by increasing the rate of tumor initiation and the number and size of tumors in the DMBA/TPA mouse model. Interestingly, the expression of CXCL1 and the infiltration of MDSCs were dramatically increased in Epi transgenic mice. Our findings also showed that knockdown of CD147 attenuated EGF-induced malignant transformation as well as CXCL1 expression in HaCaT cells. Consistently, CD147 was found overexpressed in cutaneous squamous cell carcinoma (cSCC), and positively related with the expression of CD33, a myeloid-associated marker. We further identified RSK2, a serine/threonine kinase, as an interacting partner of CD147 at the binding site of CD147. The interaction of CD147 and RSK2 activated RSK2, thus enhancing AP-1 transcriptional activation. Furthermore, EMSAs and ChIP assays showed that AP-1 could associate with the CXCL1 promoter. Importantly, RSK2 inhibitor suppressed the tumor growth in DMBA/TPA mouse model by inhibiting the recruitment of MDSCs.

結論:

CD147 は RSK2/AP-1 経路を介し、ケラチノサイトを活性化し、MDSCs をリクルートすることにより、in vivo で表皮の悪性化において重要な機能を発揮することが明らかになった。

CONCLUSION: Our findings demonstrate that CD147 exerts a key function in epidermal malignant transformation in vivo by activating keratinocytes and recruiting MDSCs via the RSK2/AP-1 pathway.