免疫と腫瘍細胞の「引っ張り合い」

Jun 17, 2023

セント・ジュード小児研究病院の科学者らは、腫瘍微小環境内の栄養素グルタミンの量を変えると、免疫系の抗がん反応が強化されたり、弱められたりする可能性があることを発見した。

テネシー州メンフィス、2023 年 7 月 5 日

(左から右へ) 対応著者のHongbo Chi博士、筆頭著者のChuansheng Guo博士、どちらもセント・ジュード免疫学部所属。

セント・ジュード小児研究病院の科学者らは、免疫細胞と腫瘍細胞が、地元環境の主要栄養素であるグルタミンを巡って競合し、抗がん活性に重大な影響を与えることを発見した。 がん細胞がグルタミンを独占すると、免疫細胞ががんを破壊するのを妨げる可能性があります。 この研究結果は、グルタミンを腫瘍に直接供給すると、免疫系の癌を殺す活動を開始するのに役立つことを示しています。 研究者らは、同じ効果を達成するための潜在的な薬物標的として機能する可能性のある分子経路も特定した。 この研究結果は本日 Nature 誌に掲載されました。

「これは腫瘍細胞と免疫細胞の間の栄養の綱引きです」と責任著者であるセント・ジュード免疫科のホンボ・チー博士は述べた。 「腫瘍細胞が利用可能なグルタミンをすべて使用すると、樹状細胞として知られる特殊な免疫細胞タイプがグルタミンを欠乏し、抗腫瘍免疫機能の障害につながります。 しかし、腫瘍微小環境に十分なグルタミンを補給できれば、樹状細胞がグルタミンを利用して適応免疫反応を活性化するため、腫瘍の増殖が抑制されます。」 樹状細胞は、T 細胞と呼ばれるがんを殺す免疫細胞を活性化します。

同グループは、腫瘍微小環境にグルタミンを再供給すると、樹状細胞が抗がん性T細胞をより活性化できるため、腫瘍の増殖が大幅に減少することを示した。 腫瘍微小環境は、化学物質とがん細胞の周囲の細胞で構成されています。 悪名高いことに、がん細胞は、この領域の免疫反応、特にがん細胞を破壊する恐れのある T 細胞を「オフ」にする多くのシグナルを分泌します。 セント・ジュードのチームは、この局所環境において、がん細胞と樹状細胞の間の主要なシグナルとして栄養素を特定した最初の研究者です。

「グルタミン、治療効果、樹状細胞との関連性を確立できて非常に興奮しています」と筆頭著者であるセント・ジュード免疫科のChuansheng Guo博士は述べた。 「これは免疫チェックポイント阻害と養子細胞移植療法の有効性にとって非常に重要です。」

免疫チェックポイント阻害療法は、がん細胞が腫瘍微小環境における免疫応答を抑制する免疫細胞に送る「オフ」シグナルを阻害します。 これらの治療法は非常に効果がありますが、少数の患者にしか効果がありません。 研究者らは、チェックポイント療法と組み合わせてグルタミンを供給すると、マウスの抗がん活性が増強されることを発見した。

「この論文は、併用療法の新しい戦略として、腫瘍治療において栄養素がチェックポイント阻害剤と相乗的に作用する可能性があるという概念実証を提供します」とChi氏は述べた。

多くのがん研究は、直接がんを殺す活性があるため T 細胞に焦点を当ててきましたが、この研究は、腫瘍微小環境が T 細胞を活性化する樹状細胞にどのような影響を与えるかを調べた最初の研究の 1 つです。 研究者らは、グルタミンがないと、樹状細胞ががん細胞を直接殺すT細胞を活性化できないことを発見した。

「T 細胞は抗がん免疫の基礎ですが、単独でその働きを行うことはできません」と Chi 氏は説明します。 「樹状細胞はドライバー、T細胞は車と考えることができます。 ドライバーがいないと車は動きません。 さらに、グルタミンのような栄養素はドライバーの免許証の役割を果たします。」

同様に、研究者らが樹状細胞内のグルタミンに応答またはグルタミンを取り込むタンパク質を除去した場合、免疫細胞は癌を殺す細胞を活性化できなかった。 FLCN および SLC38A2 と呼ばれるこれらのタンパク質は、栄養素を感知して獲得するのに重要ですが、腫瘍に対する免疫細胞の反応にはこれまで関連付けられていませんでした。 それらは、がん治療を改善するための強力な薬物標的として機能する可能性があります。