Tenascin-Cは、ヒト乳癌において、インテグリンαvβ1/TGF-β/SMADシグナル軸を介して、線維芽細胞の表現型を高収縮性の筋線維芽細胞へと誘導する

Tenascin-C induces phenotypic changes in fibroblasts to myofibroblasts with high contractility through the integrin αvβ1/TGF-β/SMAD signaling axis in human breast cancer.

• Daisuke Katoh
• Yuji Kozuka
• Aya Noro
• Tomoko Ogawa
• Kyoko Imanaka-Yoshida
• Toshimichi Yoshida

抄録

テナシン-C（TNC）は乳がんの線維芽細胞やがん細胞で強く発現している。TNCのストローマ形成への影響を評価するために、TNCを添加したヒト乳腺線維芽細胞(HMF)における表現型の変化を調べた。TNCの添加は、α平滑筋アクチン（SMA）とカルポニンを有意にアップレギュレートした。TNCは、免疫蛍光においてストレス線維が十分に発達したα-SMAおよび/またはカルポニン陽性細胞の数を増加させ、コラーゲンゲル収縮における収縮能を向上させた。また、TNCによる処理は、自身の合成を有意にアップレギュレーションした。また、ヒト乳がん組織の二重免疫蛍光では、TNCが沈着したストロマにα-SMAおよび/またはカルポニン陽性の筋線維芽細胞が認められた。TNCの受容体のうち、αvとβ1インテグリンサブユニットの蛋白質レベルは治療後に有意に上昇した。また、免疫蛍光法では、αvとβ1の共局在化の亢進が認められた。また、抗αv抗体を用いて免疫沈降を行ったところ、溶解液中のTNCとの共沈β1が有意に増加していた。αvとβ1のノックダウンは、α-SMAとカルポニンのアップレギュレーションを抑制した。TNCの添加はSMAD2/3のリン酸化を誘導し、SB-505124とSIS3は筋線維芽細胞の分化を阻害した。したがって、TNCは正のフィードバックループを形成して自身の合成を増強し、インテグリンαvβ1ヘテロ二量体レベルを上昇させてTGF-βシグナル伝達を活性化し、それに続いて高度に収縮性の高い筋線維芽細胞へと変化する。TNCは、乳がん組織に特徴的な硬いストローマ形成に本質的に寄与していると考えられます。

Tenascin-C (TNC) is strongly expressed by fibroblasts and cancer cells in breast cancer. To assess the effects of TNC on stromal formation, we examined phenotypic changes in human mammary fibroblasts (HMFs) treated with TNC. The addition of TNC significantly up-regulated α-smooth muscle actin (SMA) and calponin. TNC increased the number of α-SMA- and/or calponin-positive cells with well-developed stress fibers in immunofluorescence, which enhanced contractile ability in collagen gel contraction. The treatment with TNC also significantly up-regulated its own synthesis. Double immunofluorescence of human breast cancer tissues showed α-SMA- and/or calponin-positive myofibroblasts in the TNC-deposited stroma. Among several receptors for TNC, the protein levels of the αv and β1 integrin subunits were significantly increased after the treatment. Immunofluorescence showed the augmented co-localization of αv and β1 at focal adhesions. Immunoprecipitation using an anti-αv antibody revealed a significant increase in co-precipitated β1 with TNC in lysates. The knockdown of αv and β1 suppressed the up-regulation of α-SMA and calponin. The addition of TNC induced the phosphorylation of SMAD2/3, while SB-505124 and SIS3 blocked myofibroblast differentiation. Therefore, TNC enhances its own synthesis by forming a positive feedback loop and increases integrin αvβ1 heterodimer levels to activate TGF-β signaling, which is followed by a change to highly contractile myofibroblasts. TNC may essentially contribute to the stiffer stromal formation characteristic of breast cancer tissues.

Copyright © 2020. Published by Elsevier Inc.