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炎症性TNF-αとIFN-γがMACC1の誘導を介して腫瘍の増殖と転移を促進する
Pro-inflammatory TNF-α and IFN-γ Promote Tumor Growth and Metastasis via Induction of MACC1.
PMID: 32670264 PMCID: PMC7326113. DOI: 10.3389/fimmu.2020.00980.
抄録
大腸がん（CRC）は、世界的に最も一般的な悪性腫瘍の一つです。早期のCRC患者の予後は良好です。遠隔転移が発生した場合、5年生存率は10％以下に低下する。過去数十年にわたり治療が成功しているにもかかわらず、転移性疾患に対する治療法はまだ限られている。したがって、進行期のCRC患者の治療を促進し、早期の患者の転移への進行を抑制するためには、新しいターゲットが必要とされています。新規ターゲットは、CRC転移の分子病態に関与する重要な癌遺伝子であるMetastasis-Associated in Colon Cancer 1 (MACC1)である。MACC1は細胞の増殖と運動性を誘導し、細胞の生存をサポートし、代謝を再構築して転移を促進します。MACC1は、CRCのみならず、20以上の固形癌の予後を予測するバイオマーカーである。炎症は、腫瘍形成、腫瘍進行、転移において極めて重要な役割を果たしています。CRCでは、炎症性腸疾患や潰瘍性大腸炎が重要な炎症関連の危険因子となっています。TNF-αやIFN-γなどの特定のサイトカインは、CRCへの炎症プロセスの寄与を決定する上で重要な因子である。炎症とMACC1が関与する腫瘍との関連性についての知見はまだ不明である。サイトカイン刺激後のCRC細胞の遺伝子発現解析をqRT-PCRとウエスタンブロットで行った。細胞運動性は、ボイデンチャンバーアッセイにより評価した。プロ炎症性サイトカイン刺激後のMACC1プロモーター活性は、プロモーター-ルシフェラーゼコンストラクトを用いて測定した。受容体からエフェクター分子へのシグナル伝達を調べるために、中和抗体を用いたブロッキング実験とノックダウン実験を行った。TNF-α刺激後、MACC1およびc-Junの発現はmRNAおよびタンパク質レベルで有意に増加した。c-Junのノックダウンは、TNF-α刺激後のMACC1誘導性を低下させた。TNF-αはMACC1誘導細胞遊走を促進したが、MACC1ノックダウン後にはこの誘導性は回復した。さらに、MACC1とc-Junの発現はTNF-R1を阻害することでダウンレギュレートされたが、TNF-R2は阻害されなかった。また、NF-κBサブユニットであるp65をノックダウンすると、MACC1とc-JunのmRNA発現レベルが低下しました。臨床的に承認されている抗TNF-αモノクローナル抗体であるアダリムマブは、MACC1誘導を阻害した。今回の研究では、CRC細胞においてTNF-αがNF-κBサブユニットp65と転写因子c-Junを介してMACC1の誘導を制御していることが明らかになりました。今回の発見は、MACC1の上流に新たなシグナル伝達経路が存在することを明らかにし、炎症を伴うCRC患者さんの治療のための治療標的となる可能性を示しています。
Colorectal cancer (CRC) is one of the most common malignancies worldwide. Early stage CRC patients have a good prognosis. If distant metastasis occurs, the 5-year survival drops below 10%. Despite treatment success over the last decades, treatment options for metastatic disease are still limited. Therefore, novel targets are needed to foster therapy of advanced stage CRC patients and hinder progression of early stage patients into metastasis. A novel target is the crucial oncogene Metastasis-Associated in Colon Cancer 1 (MACC1) involved in molecular pathogenesis of CRC metastasis. MACC1 induces cell proliferation and motility, supports cellular survival and rewires metabolism resulting in increased metastasis . MACC1 is a prognostic biomarker not only for CRC but for more than 20 solid cancer entities. Inflammation plays a pivotal role in tumorigenesis, tumor progression and metastasis. For CRC, inflammatory bowel disease and ulcerative colitis are important inflammation associated risk factors. Certain cytokines, such as TNF-α and IFN-γ, are key factors in determining the contribution of the inflammatory process to CRC. Knowledge of the connection between inflammation and MACC1 driven tumors remains unclear. Gene expression analysis of CRC cells after cytokine stimulation was analyzed by qRT-PCR and Western blot. Cellular motility was assessed by Boyden chamber assays. MACC1 promoter activity after stimulation with pro-inflammatory cytokines was measured using promoter-luciferase constructs. To investigate signal transduction from receptor to effector molecules, blocking experiments using neutralizing antibodies and knockdown experiments were performed. Following TNF-α stimulation, MACC1 and c-Jun expression were significantly increased at the mRNA and protein level. Knockdown of c-Jun reduced MACC1 inducibility following TNF-α stimulation. TNF-α promoted MACC1-induced cell migration that was reverted following MACC1 knockdown. Moreover, MACC1 and c-Jun expression were downregulated by blocking TNFR1, but not TNFR2. Knock down of the NF-κB subunit, p65, reduced basal MACC1 and c-Jun mRNA expression levels. Adalimumab, a clinically approved monoclonal anti-TNF-α antibody, hindered MACC1 induction. The present study highlights that TNF-α regulates the induction of MACC1 via the NF-κB subunit p65 and the transcription factor c-Jun in CRC cells. This finding unravels a novel signaling pathway upstream of MACC1 and provides a potential therapeutic target for the treatment of CRC patients with an associated inflammation.
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