CD200は膵臓腫瘍の微小環境における免疫抑制を促進する

CD200 promotes immunosuppression in the pancreatic tumor microenvironment.

• Fouad Choueiry
• Molly Torok
• Reena Shakya
• Kriti Agrawal
• Anna Deems
• Brooke Benner
• Alice Hinton
• Jami Shaffer
• Bradley W Blaser
• Anne M Noonan
• Terence M Williams
• Mary Dillhoff
• Darwin L Conwell
• Phil A Hart
• Zobeida Cruz-Monserrate
• Xue-Feng Bai
• William E Carson
• Thomas A Mace

抄録

背景:

膵管性腺癌（PDAC）で克服すべき重要な課題は、この疾患を免疫療法に無反応にする深遠な全身性免疫抑制である。我々のデータは、PDACの微小環境では、ミエロイド細胞活性の調節因子であるCD200が発現していることを証明している。さらに、PDAC患者から分離された骨髄由来抑制細胞（MDSC）は、CD200受容体（CD200R）の高レベルを発現している。このことから、PDAC微小環境におけるCD200の発現は、MDSCの増殖と活性化を促進することで、免疫療法への反応を制限しているのではないかと考えられた。

BACKGROUND: A significant challenge to overcome in pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is the profound systemic immunosuppression that renders this disease non-responsive to immunotherapy. Our supporting data provide evidence that CD200, a regulator of myeloid cell activity, is expressed in the PDAC microenvironment. Additionally, myeloid-derived suppressor cells (MDSC) isolated from patients with PDAC express elevated levels of the CD200 receptor (CD200R). Thus, we hypothesize that CD200 expression in the PDAC microenvironment limits responses to immunotherapy by promoting expansion and activity of MDSC.

方法:

免疫蛍光染色は、マウスおよびヒトPDAC組織におけるCD200の発現を決定するために使用された。フローサイトメトリーは、患者の血液サンプル中の免疫集団によるCD200Rの発現を調べるために利用された。CD200のin vivo抗体ブロッキングは、皮下MT-5腫瘍担持マウスおよび遺伝子操作されたPDACモデル（KPC-Brca2マウス）で実施された。ＰＤＡＣ患者からの末梢血単核細胞（ＰＢＭＣ）を、単細胞ＲＮＡシークエンシングにより分析した。組換えＣＤ２００タンパク質の存在下でＩＬ-６／ＧＭ-ＣＳＦで刺激した健康なドナーＰＢＭＣを用いて、ＭＤＳＣ拡大アッセイを完了した。

METHODS: Immunofluorescent staining was used to determine expression of CD200 in murine and human PDAC tissue. Flow cytometry was utilized to test for CD200R expression by immune populations in patient blood samples. In vivo antibody blocking of CD200 was conducted in subcutaneous MT-5 tumor-bearing mice and in a genetically engineered PDAC model (KPC-Brca2 mice). Peripheral blood mononuclear cells (PBMC) from patients with PDAC were analyzed by single-cell RNA sequencing. MDSC expansion assays were completed using healthy donor PBMC stimulated with IL-6/GM-CSF in the presence of recombinant CD200 protein.

結果:

CD200はヒト膵臓細胞株（BxPC3、MiaPaca2、PANC-1）、膵臓初代上皮腫瘍細胞、平滑筋アクチン+間質細胞で発現していることが明らかになった。CD200Rの発現は、PDAC患者のCD11b+CD33+HLA-DR MDSC免疫集団で上昇していた（p=0.0106）。CD200Rの発現レベルは、CD14+ MDSCと比較してCD15+ MDSCで高かった（p<0.001）。CD200抗体遮断は、MT-5皮下腫瘍保有マウスおよびKPC-Brca2マウスにおいて、腫瘍の進行を制限することがin vivo試験で示された（p<0.05）。抗CD200抗体を投与したマウスでは、対照マウスと比較して胸腔内MDSCの割合が有意に減少した。さらに、CD200のin vivoブロッキングはまた、単一抗体療法と比較して、PD-1チェックポイント抗体の有効性を有意に高めることができる(p<0.05)。患者のPBMCの単細胞RNAシークエンシングにより、CD200R+ MDSCはサイトカインシグナル伝達とMDSCの拡大に関与する遺伝子を発現していることが明らかになりました。また、CD200R+MDSCはサイトカインシグナル伝達に関与する遺伝子を発現しており、CD200R+MDSCを共培養することで、サイトカインを介した増殖とMDSCの抑制活性が増強されることが明らかになった。

RESULTS: We found expression of CD200 by human pancreatic cell lines (BxPC3, MiaPaca2, and PANC-1) as well as on primary epithelial pancreatic tumor cells and smooth muscle actin+ stromal cells. CD200R expression was found to be elevated on CD11b+CD33+HLA-DR MDSC immune populations from patients with PDAC (p=0.0106). Higher expression levels of CD200R were observed in CD15+ MDSC compared with CD14+ MDSC (p<0.001). In vivo studies demonstrated that CD200 antibody blockade limited tumor progression in MT-5 subcutaneous tumor-bearing and in KPC-Brca2 mice (p<0.05). The percentage of intratumoral MDSC was significantly reduced in anti-CD200 treated mice compared with controls. Additionally, in vivo blockade of CD200 can also significantly enhance the efficacy of PD-1 checkpoint antibodies compared with single antibody therapies (p<0.05). Single-cell RNA sequencing of PBMC from patients revealed that CD200R+ MDSC expressed genes involved in cytokine signaling and MDSC expansion. Further, in vitro cytokine-driven expansion and the suppressive activity of human MDSC was enhanced when cocultured with recombinant CD200 protein.

結論:

これらの結果は、PDAC微小環境におけるCD200の発現がMDSCの増殖を制御している可能性を示唆しており、CD200を標的とすることでチェックポイント免疫療法の活性が高まる可能性を示唆しています。

CONCLUSIONS: These results indicate that CD200 expression in the PDAC microenvironment may regulate MDSC expansion and that targeting CD200 may enhance activity of checkpoint immunotherapy.

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