Elucidation of breast cancer lung metastasis by IL-17 through the modulation of stromal cells and the development of treatment model

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K10544
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: 齋藤 佳菜子 三重大学, 医学部附属病院, 助教 (90447871)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加藤 琢磨 三重大学, 医学系研究科, 准教授 (60224515)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: IL-17A / 転移 / 腫瘍関連マクロファージ

Outline of Annual Research Achievements

我々はマウス乳癌細胞4T1にLuciferaseを挿入した腫瘍株を野生型およびIL-17A欠損(KO)マウス乳腺内に担癌すると、腫瘍径は両群で差がないにも関わらず、IL-17KOマウスでは野生型に比べて肺転移が有意に抑制されることを見出した。次に4T1細胞を静脈内投与したところ野生型とIL-17KOマウスで肺転移に差は認めなかった。そこで、4T1/Luciferase細胞を担癌したマウスの血中の循環腫瘍細胞（Circulating Tumor Cell: CTC）をLuciferaseを指標に経時的に測定したところ、CTCはIL-17KOマウス血中と比較して、野生型マウスの血中で多く検出された。この結果よりIL-17Aは転移形成の前半の段階、すなわち4T1細胞が腫瘍局所から血中に入るまでのステップを促進することで肺転移を促進することが示唆された。
転移の形成には腫瘍細胞自身の性質に加え、腫瘍関連マクロファージ（Tumor associated macrophage: TAM）や癌関連線維芽細胞（Cancer associated fibroblast: CAF）といった間質細胞の働きが重要である。そこで、これらの間質細胞に対するIL-17Aの影響を解析したところ、両群でCAFに有意な差はなかったが、TAM(CD45+Ly6C-F4/80+細胞)は野生型に比べてIL-17KOマウスで有意に減少しており、かつM2型マクロファージ（CD206-high, MHC class II-low）が有意に減っていた。この結果より、IL-17Aは腫瘍組織において単球からM2型マクロファージへの分化を促進すること、さらに分化したM2型マクロファージを介して肺転移を促進している可能性が示唆された。現在、両群腫瘍に浸潤するマクロファージを分離精製し、その遺伝子発現および機能解析を行っている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

IL-17Aによるマクロファージの質的変化、機能変化を調べるために、マクロファージの機能解析を行っているが、一部分の遺伝子発現解析では不十分であったため、両群マクロファージの網羅的遺伝子解析を計画している。
また、IL-17AによるTAMを介した肺転移促進作用を直接証明するために、in vivoでIL-17KOマウスに担癌した腫瘍に、IL-17の作用を受けたマクロファージを移入することで肺転移を促進するか検証中であるが、マクロファージの精製を含めた実験条件の検討で時間がかかっている。

Strategy for Future Research Activity

IL-17Aによるマクロファージの機能変化（腫瘍の浸潤能に与える影響、血管新生促進作用、血管内流入の促進作用など）をin vitroまたはin vivoで明らかにする。IL-17AによるTAMを介した肺転移促進作用を直接証明するために、in vivoでIL-17KOマウスに担癌した腫瘍に、IL-17の作用を受けたマクロファージを移入することで肺転移が促進されるか検証する。最終的にIL-17およびマクロファージを指標とした治療モデルを作成する。