Интерферон

Клеточная смерть и болезни, том 14, Номер статьи: 319 (2023) Цитировать эту статью

320 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Установлена ​​сильная корреляция между экспрессией опухолей NOS2 и COX2 и плохими клиническими исходами при раке молочной железы ER. Однако механизмы опухолевой индукции этих ферментов неясны. Анализ Атласа генома рака (TCGA) выявил корреляцию между экспрессией NOS2 и COX2 и цитокинами Th1. Здесь анализ одноклеточных RNAseq клеток TNBC показывает мощную индукцию NOS2 и COX2 под действием IFNγ в сочетании с IL1β или TNFα. Учитывая, что IFNγ секретируется цитолитическими лимфоцитами, которые улучшают клинические результаты, эта роль IFNγ представляет собой двойственность. Чтобы разобраться в этой загадке, опухолевые Т-клетки NOS2, COX2 и CD8+ были пространственно проанализированы в агрессивных ER-, TNBC и HER2+ опухолях молочной железы. Высокая экспрессия и кластеризация опухолевых клеток, экспрессирующих NOS2, наблюдались на границе раздела опухоль/строма в присутствии CD8+ Т-клеток, ограниченных стромой. Высокая экспрессия и кластеризация COX2-экспрессирующих опухолевых клеток распространялись на области иммунной пустыни в ядре опухоли, где проникновение CD8+ Т-клеток было ограничено или отсутствовало. Более того, опухолевые клетки с высокой экспрессией NOS2 располагались проксимальнее областей с повышенным сателлитозом, что указывает на кластеры клеток с более высоким метастатическим потенциалом. Дальнейшие эксперименты in vitro показали, что IFNγ + IL1β/TNFα увеличивает удлинение и миграцию обработанных опухолевых клеток. Этот пространственный анализ микроокружения опухоли дает важное представление об отдельных участках, где ограниченные стромой CD8+ Т-клетки существуют проксимальнее опухолевых ниш, экспрессирующих NOS2, которые могут иметь повышенный метастатический потенциал.

Альфа-негативный (ER-) и трижды негативный рак молочной железы с рецептором эстрогена (TNBC) составляют меньшую долю типов рака молочной железы, но являются одними из наиболее агрессивных злокачественных новообразований с ограниченными стратегиями лечения по сравнению с менее агрессивными ER + опухолями [1]. За последнее десятилетие значительная часть раковых заболеваний продемонстрировала повышенную экспрессию NOS2 [2], при этом раковые заболевания, от меланомы до глиомы, сверхэкспрессируют NOS2 [3,4,5,6]. При раке молочной железы повышение NOS2 зарегистрировано у >70% пациентов [7]. Интересно, что повышенная экспрессия NOS2 в опухоли коррелирует с мутацией P53 и предсказывает плохую выживаемость у пациентов с раком молочной железы ER- (отношение рисков = 6), но не у пациентов с раком молочной железы ER + [7, 8]. В то время как повышенная экспрессия опухолевого COX2 также была предиктором плохого исхода, что определялось HR 2,45 у пациентов ER из той же когорты [9], повышенная коэкспрессия NOS2/COX2 была в значительной степени предиктором плохого результата (HR 21) [10]. Эти результаты позволяют предположить, что повышенная коэкспрессия NOS2/COX2 в опухоли способствует прогрессированию агрессивных фенотипов рака молочной железы [10, 11]; однако механизмы индукции NOS2/COX2 в опухолях остаются неясными.

Изучение Атласа генома рака (TCGA) выявило корреляцию между экспрессией опухолевого NOS2/COX2 и интерфероном-гамма (IFNγ), интерлейкином-17 (IL17), IL1 и toll-подобным рецептором-4 (TLR4), которые часто связаны с с противораковым эффектом [12]. Интересно, что эти ассоциации противоречивы, поскольку повышенная экспрессия опухолевого NOS2/COX2 предсказывает плохие клинические результаты [7, 9, 10]. Недавно повышенная экспрессия NOS2 и COX2 была обнаружена в различных иммунных и опухолевых клетках при лечении IFNγ и цитокинами или агонистами TLR4, что согласуется с прямой передачей сигналов NOS2/COX2, как сообщалось ранее [10, 13]. Эти результаты предполагают ортогональную связь между экспрессией NOS2/COX2 в опухоли, что может способствовать созданию различного микроокружения опухоли, что способствует плохим клиническим результатам [13].

Чтобы изучить эти возможности, мы показываем, что цитокины Th1 эффективно стимулируют экспрессию NOS2 и COX2 в опухолевых клетках in vitro. Анализ одноклеточной РНКсек (scRNAseq) показал, что IFNγ в сочетании с интерлейкином 1β (IL1β) или фактором некроза опухоли-альфа (TNFα) индуцирует более высокую экспрессию NOS2/COX2, чем цитокины в качестве отдельных агентов. Кроме того, цитокины, активация которых повышалась в ER-опухолях молочной железы с высокой экспрессией NOS2 [7, 10], включая IL6 и IL8, индуцировались этим лечением и коррелировали с экспрессией NOS2/COX2. Кроме того, это исследование выявило уникальную синергию между IL1α/β, которая усиливает экспрессию NOS2 и COX2. Мультиплексная пространственная визуализация выявила скопления клеток с высоким уровнем экспрессии NOS2, проксимальных к областям CD8+ Т-клеток, ограниченных стромой, которые, как известно, продуцируют IFNγ, и предполагают небольшую воспалительную нишу на границе опухоль/строма в этих опухолях. Хотя ЦОГ2 присутствовал в этих регионах, он был более высоко экспрессирован дальше в опухоль, в иммунных пустынных областях с низким проникновением CD8+ Т-клеток. Сравнение различных участков внутри одной и той же опухоли или географических регионов между опухолями позволяет предположить пространственное и временное прогрессирование воспалительных участков в областях с ограниченным количеством лимфоидных клеток, которое прогрессирует до иммунной пустыни в областях с высокой экспрессией ЦОГ2. Эти новые наблюдения предоставляют четкие пространственные отпечатки агрессивных фенотипов опухолей, которые коррелируют со снижением выживаемости при специфическом раке молочной железы [7, 10].