腫瘍の微小環境における細胞プログラムされた栄養分離
Bradley I Reinfeld1,2,3, Matthew Z Madden1,4, Melissa M Wolf2,3
1Medical Scientist Training Program, Vanderbilt University, Nashville, TN, USA.
免疫細胞と癌細胞は,好ましくは腫瘍の微小環境 (TME) で異なる栄養素を消費する. mTORC1のシグナル伝達によって引き起こされるこの細胞内部の栄養分断は,がん免疫に影響を与え,治療の標的となる可能性があります.
科学分野:
- 癌 生物学
- 免疫学
- メタボリズム
背景:
- ガン細胞はワーバーグ代謝を通じてグルコースを利用し,ポジトロン放出トモグラフィー (PET) 画像の基礎を形成する.
- 腫瘍に浸透する免疫細胞もグルコースに依存し,腫瘍の微小環境 (TME) でその代謝の障害は免疫逃避につながる可能性があります.
- TMEにおける免疫細胞の代謝失調は,内在的なプログラムによるものなのか,それとも癌細胞との栄養競争によるものなのかは不明である.
研究 の 目的:
- TME内の特定の細胞サブセットによるグルコースとグルタミンの異なる吸収と分割を調査する.
- 細胞内部のプログラムや 栄養素の利用が 代謝の異常を誘発するかどうかを判断する
- TMEにおける細胞選択的栄養素獲得を標的とした治療とイメージングの可能性を調査する.
主な方法:
- TME内の特定の細胞集団におけるグルコースとグルタミン吸収を定量化するために,ポジトロン放出トモグラフィ (PET) トレーサーを使用した.
- 骨髄細胞,T細胞,がん細胞を含む様々ながんモデルにおける栄養分離を分析した.
- 細胞内栄養代謝におけるラパミシン複合体1 (mTORC1) 信号伝達と遺伝子発現のメカニズム的標的の役割を調査した.
主要な成果:
- ミエロイド細胞はTMEで最も高いグルコース吸収を示し,次にT細胞,そしてがん細胞が続いた.
- がん細胞は免疫細胞に比べて グルタミン摂取量が最も高いことが示されました
- mTORC1のシグナリングによって調節される細胞内部のプログラムは,それぞれ免疫細胞と癌細胞によるグルコースとグルタミンの大量摂取を制御する.
- グルタミン摂取の抑制は,グルコース摂取の増加を示し,グルタミン代謝は,グルコース制限とは無関係にグルコース利用を抑制する.
結論:
- TME内の免疫細胞と癌細胞の間の 異なるグルコースとグルタミン分断を 細胞内プログラムが指示します
- この選択的な栄養摂取は 免疫細胞の機能と癌の進行に影響します
- これらの細胞選択的代謝経路をターゲットにすることで 新しいがん治療法や 先進的なイメージング戦略の可能性が生まれます
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