前立腺がん転移研究のための3Dリンパ節模倣薬の開発

Development of 3D Lymph Node Mimetic for Studying Prostate Cancer Metastasis.

• Amirhossein Hakamivala
• YiHui Huang
• Yung-Fu Chang
• Zui Pan
• Ashwin Nair
• Jer-Tsong Hsieh
• Liping Tang

抄録

リンパ節転移は前立腺癌患者の予後不良の原因となる。LN細胞と細胞応答は癌の転移に重要な役割を果たしているが、LNの大きさが小さく、広範囲に分布しているため、LN細胞とPCa細胞の相互作用は不明である。LNの転移に関与する因子を特定するために、転移中のLN応答をシミュレートするための3D細胞培養バイオシステムを作製した。まず、以前に高転移性PCaに曝露されたLN探索体は、低転移性PCaに曝露されたLN探索体に比べて、転移性PCaの移動を促進するための化学戦術的因子を実質的に多く放出することが明らかになった。さらに、Tリンパ球はLNにおいて化学戦術因子を産生しており、その中でもCXCL12、CCL21、IL-10が最も化学戦術的な効果を持つことが明らかになった。LNの微小環境を模倣するために、サイトデックスビーズにT細胞を播種し、静的条件と流動条件の両方でLN模倣バイオシステムを作製しました。予想されるように、フロー条件は、細胞応答の延長を可能にします。興味深いことに、転移電位の異なるPCa細胞をシステムに導入すると、それに応じてPCa特異的なケモカインを産生することがわかった。これらの結果は、LN模倣薬が転移したLNの基礎となるプロセスの解析や、がんのLN転移を減らすための様々な治療法の試験に役立つことを裏付けています。

Lymph node (LN) metastasis causes poor prognosis for patients with prostate cancer (PCa). Although LN-cells and cellular responses play a pivotal role in cancer metastasis, the interplay between LN-cells and PCa cells is undetermined due to the small size and widespread distribution of LNs. To identify factors responsible for LN metastasis, a 3D cell culture biosystem is fabricated to simulate LN responses during metastasis. First, it is determined that LN explants previously exposed to high metastatic PCa release substantially more chemotactic factors to promote metastatic PCa migration than those exposed to low-metastatic PCa. Furthermore, T-lymphocytes are found to produce chemotactic factors in LNs, among which, CXCL12, CCL21, and IL-10 are identified to have the most chemotactic effect. To mimic the LN microenvironment, Cytodex beads are seeded with T cells to produce a LN-mimetic biosystem in both static and flow conditions. As expected, the flow condition permits prolonged cellular responses. Interestingly, when PCa cells with varying metastatic potentials are introduced into the system, it produces PCa-specific chemokines accordingly. These results support that the LN mimetic helps in analyzing the processes underlying metastasized LNs and for testing various treatments to reduce cancer LN metastasis.

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