腫瘍由来微粒子の取り込みが転移初期の肺におけるマクロファージの代謝リプログラムを誘導する　同仁化学研究所

前転移ニッチ形成は、癌の転移伝播における重要なステップである。原発性腫瘍が転移部位に宿主細胞を誘導する方法として、血管のせん断流の結果、腫瘍由来の微粒子が排出されることがあるが、このような微粒子を常在の免疫細胞が取り込むことで、その表現型や機能にどのような影響を及ぼすかは不明であった。本論文では、マクロファージによる腫瘍由来微粒子の取り込みが、急速な代謝と表現型の転換を引き起こすことを示した。この転換はミトコンドリアの量と機能の増強、酸化的リン酸化の増加、接着分子のアップレギュレーションによって特徴づけられ、その結果、転移初期の肺では運動性が低下することを明らかにした。さらに、このリプログラミング現象は、mTORC2ではなくmTORC1を介したシグナル伝達に依存しており、腫瘍由来の微小粒子の取り込みによって誘導されることを示した。これら結果は、腫瘍由来微粒子の取り込みが、マクロファージの再プログラミングを誘導し、初期転移肺におけるマクロファージの運命と機能を形成するというメカニズムを支持している。
Uptake of tumor-derived microparticles induces metabolic reprogramming of macrophages in the early metastatic lung 論文へのアクセスはこちら: Kelly Kersten, et al., Cell Reports, (2023)
注目ポイント・腫瘍由来の物質を取り込むと、マクロファージの表現型が再プログラミングされる・マクロファージのリプログラミングは、腫瘍細胞に対するパトロール行動に影響する・ZsGreen^＋マクロファージは、酸化的リン酸化を特徴とするミトコンドリア代謝の上昇を示す・mTORC1は、ZsGreen^＋マクロファージにおける酸化的リン酸化とATP生産の増進に必須である
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アプリケーションデータ
エンドサイトーシス経路を介したエクソソーム取り込みの可視化時間依存的なエンドサイトーシスによるエクソソーム取り込みの様子を可視化しました。結果、ECGreen（製品コード：E296）とExoSparkler Exosome Membrane Labeling Kit-Deep Red（製品コード：EX03）で染色したエクソソームの時間依存的な集積による蛍光強度の増加が確認でき、共局在を示す白色輝点が増加していることが確認出来ました。この結果より、エクソソームはエンドサイトーシスを介して細胞内に取り込まれることが示唆され、エクソソーム本来の挙動を示していることが確認できました。＜観察条件> エンドソーム（ECGreen、緑）： Ex. 405 nm / Em. 500 - 560 nm エクソソーム（ExoSparkler Exosome Membrane Labeling Kit-Deep Red、紫）：Ex 640 nm / Em 640-760 nm スケールバー：10 µm <実験操作> (1) HeLa細胞に10% FBS含有MEM培地で希釈した10 µmol/l ECGreenを加え30分インキュベーション (2) 洗浄せずに、ExoSparkler Exosome Membrane Labeling Kit-Deep Redで染色したエクソソーム(10 µgタンパク質相当量)をHeLa細胞に添加 (3) 各サンプルをインキュベーション (30分、120分) (4) 各時間毎サンプルを洗浄し、細胞を共焦点レーザー顕微鏡で観察温度依存的なエンドサイトーシス変化の観察 Jurkat細胞の温度依存的なエンドサイトーシスの変化をECGreen (製品コード：E296)とPlasMem Bright Red (製品コード: P505)を用いて可視化しました。＜測定条件＞エンドソーム（ECGreen、緑）： Ex. 405 nm / Em. 500 - 560 nm 細胞膜（PlasMem Bright Red、赤）：Ex. 561 nm / Em. 560 - 700 nm スケールバー: 10 µm ＜実験操作＞ (1) Jurkat 細胞の懸濁液(10% FBS, RPMI)をサンプルチューブに入れ、4 ℃もしくは37 ℃にて30 分間インキュベート (2) (1) の懸濁液を用いてECGreen 溶液を1000 倍希釈 (3) 4 ℃もしくは 37 ℃にて30 分間インキュベート (4) HBSSを用いて、細胞を2回洗浄 (5) PlasMem Bright Red (100倍希釈濃度)を含む培地を添加し、細胞を懸濁 (6) 懸濁液をイメージングプレートに移し、共焦点レーザー顕微鏡を用いて細胞を観察