レスベラトロールナノ粒子は、口腔癌のCAFsをCXCL-12/IL-6依存的に抑制し、炎症性サイトカインを調節することで転移と血管新生を減弱させる

Resveratrol nanoparticle attenuates metastasis and angiogenesis by deregulating inflammatory cytokines through inhibition of CAFs in oral cancer by CXCL-12/IL-6-dependent pathway.

抄録

がん関連線維芽細胞（CAF）は、腫瘍微小環境（TME）において非常に豊富な成分の1つである。がん関連線維芽細胞（CAF）は、腫瘍微小環境（TME）に多く存在し、いくつかのサイトカインを分泌し、腫瘍の進行、浸潤、幹細胞化、転移、血管新生を促進させる。ここでは、口腔がん細胞ニッチにおけるがん幹細胞（CSC）の形成におけるサイトカインの可能性を評価し、Resveratrol-nanoparticle（Res-NP）の抗炎症および抗発がん効果について検討する。まず、PDGF-BおよびTGF-β刺激に応答してin vitroで静止状態のヒト線維芽細胞をCAFに分化させ、これらのCAFはCXCL-12およびIL-6の分泌を増加させることが判明した。H-357細胞をCAFsおよびサイトカインが濃縮されたCAFs調整培地（CAFs-CM）とインキュベートすることにより、CSCsが濃縮された集団が作られた。同様に、CAFs-CMを患者由来の原発性口腔がん細胞にインキュベートすることで、CSCsが濃縮された環境も作製されました。その結果、CAFsから分泌されるCXCL-12とIL-6は、CSCsの成長、増殖、攻撃性、転移、血管新生を有意に促進することが明らかになった。しかし、Res-NPは、CXCL-12とIL-6の分泌を抑制することにより、CSCsの成長と増殖を抑制した。また、Res-NP投与により、転移・血管新生マーカーの発現、in ovo血脈形成、細胞内NO生成、MMPs発現、チューブ形成の有意な減少が認められた。また、Res-NP投与後、異種移植マウスモデルにおいて、代表的なCSCsと血管新生マーカーの減少が確認された。CXCL-12はIL-6と物理的に相互作用し、この相互作用はRes-NP投与後に減少した。さらに、CD133とVEGF-Aの発現は、Res-NPまたはCXCL-12/IL-6特異的阻害剤で処理したCSCs-enriched細胞のいずれにおいても低下していた。したがって、これらのデータは、CSCsの増殖はCXCL-12とIL-6に依存し、Res-NPはin vitro、in vivo、in ovo、ex vivoシステムにおいてCXCL-12とIL-6の生成を阻害することによって発癌と転移を阻害することを示唆している。

Cancer-associated fibroblasts (CAFs) are one of the highly abundant components in the tumor microenvironment (TME). They secrete several cytokines, which amplified tumor progression, invasion, stemness, metastasis, and angiogenesis. Here, we evaluate the potentiality of cytokines for the formation of cancer stem cells (CSCs) in oral cancer cells niche and investigate the anti-inflammatory and anti-carcinogenic effect of Resveratrol-nanoparticle (Res-NP). We first differentiated quiescent human fibroblasts into CAFs in vitro in response to PDGF-B and TGF-β stimulation and these CAFs were found to increase CXCL-12 and IL-6 secretion. CSCs-enriched population was created by incubating H-357 cells with CAFs and cytokine-enriched CAFs-conditioned media (CAFs-CM). Likewise, CSCs-populated environment was also generated after incubating CAFs-CM to patient-derived primary oral cancer cells. It was noted that CXCL-12 and IL-6 secreted from CAFs significantly promoted CSCs growth, proliferation, aggressiveness, metastasis, and angiogenesis. However, Res-NP reduced CSCs growth and proliferation by abrogating the secretion of CXCL-12 and IL-6. A significant decrease in the expression of metastatic and angiogenic markers, in ovo blood vascularization, intracellular NO generation, MMPs expression and tube formation was found upon Res-NP treatment. Reduction of representative CSCs and angiogenesis markers were also noted after Res-NP treatment in xenograft mice model. CXCL-12 physically interact with IL-6 and this interaction was diminished after Res-NP treatment. Moreover, the expression of CD133 and VEGF-A were down-regulated either on Res-NP or CXCL-12/IL-6-specific inhibitors treated CSCs-enriched cells. Thus, the data suggest that CSCs growth is CXCL-12 and IL-6 dependent and Res-NP obstruct carcinogenesis and metastasis by inhibiting CXCL-12 and IL-6 production in in vitro, in vivo, in ovo, and ex vivo systems.