大腸癌研究の新しい洞察
研究が、CRC治療戦略における好中球の可能性を明らかにした。
Valentin Marteau, Niloofar Nemati, Kristina Handler, Deeksha Raju, Erika Kvalem Soto, Georgios Fotakis, Sandro Carollo, Nina Boeck, Alessia Rossi, Alexander Kirchmair, Alexandra Scheiber, Arno Amann, Andreas Seeber, Elisabeth Gasser, Steffen Ormanns, Michael Günther, Agnieszka Martowicz, Zuzana Loncova, Giorgia Lamberti, Marie Theres Eling, Lena Horvath, Hassan Fazilaty, Tomas Valenta, Gregor Sturm, Dietmar Rieder, Sieghart Sopper, Andreas Pircher, Patrizia Stoitzner, Paul Ziegler, Markus Tschurtschenthaler, Florian Huemer, Daniel Neureiter, Richard Greil, Lukas Weiss, Marieke Ijsselsteijn, Noel F.C.C. de Miranda, Dominik Wolf, Isabelle C. Arnold, Stefan Salcher, Zlatko Trajanoski
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目次
大腸がん(CRC)は、最も一般的な消化器系のがんで、世界中でがん関連の死因の2番目に多いです。CRCの増加には、健康的でない食習慣や肥満、運動不足、アルコール使用など、西洋の食生活に関連したライフスタイルの変化が影響しています。驚くことに、50歳未満の若い人たちがこの病気と診断されるケースが増えていて、これは同じライフスタイル要因によるものと思われます。
早期発見や治療の進展があるにもかかわらず、転移性CRC患者の生存率は依然として低いです。患者は通常、診断後約30ヶ月しか生存できません。CRCに対する標的療法の進展は、肺がんやメラノーマなど他のがんに比べて遅れており、主にCRCに見られる遺伝的多様性と、一般的な遺伝子変異をターゲットにした有効な治療法が限られているためです。
免疫系の役割
興味深いことに、CRCは他のがんに効果的な免疫療法にうまく反応しないことがあります。転移性CRC患者のほんの一部しかこれらの治療から恩恵を受けていませんが、CRCは免疫相互作用があることが知られています。これにより、従来の免疫療法に敏感でない腫瘍を持つCRC患者の免疫反応を高める新しい戦略の可能性が開かれました。
研究者たちは、免疫治療に対して反応が鈍い「寒い」腫瘍を、免疫療法によりよく反応する「熱い」腫瘍に変えるために懸命に取り組んでいます。免疫系がCRCと戦うのを助けるために、さまざまな薬の組み合わせを試すための臨床試験が多数開始されています。
より良い研究の必要性
CRCと戦うためのより良い方法を見つけるために、研究者たちは腫瘍環境を理解する必要があることを認識しています。特に腫瘍と免疫系の相互作用に関することです。これには、癌と免疫細胞が腫瘍内でどのように機能しているかについての情報を得るために、高度なデータ収集技術を利用することが含まれます。
次世代シーケンシング(NGS)技術が、がんサンプルから詳細な遺伝データを収集するために利用されています。これにより、CRCにおける腫瘍の風景の包括的な画像が作成され、治療結果に影響を与える可能性のある癌細胞の重要な多様性が明らかになりました。
CRC細胞アトラスの作成
研究者たちは、数千人のCRC患者から単一細胞RNAシーケンシング情報を引き出し、印象的なデータをまとめてきました。この膨大な努力の結果、個々のレベルでCRC腫瘍に見られるさまざまな種類の細胞を概説する詳細なアトラスが作成されました。
アトラスには数百万の細胞が含まれており、科学者たちはCRCに存在するさまざまな細胞タイプやサブタイプを特定できるようになりました。このデータを分析することで、観察された免疫応答に基づいて腫瘍をグループに分類することができました。これにより、特定の治療に対してより良く反応する可能性のある患者を特定し、より個別化された治療戦略へとつながります。
好中球:隠れたヒーロー
このアトラスで研究された多くの細胞タイプの中で、好中球という白血球の一種が重要な役割を果たしています。これらの細胞は通常、感染や傷の現場に最初に反応しますが、今ではがんにおける役割が認識されています。好中球は異なる機能を持つことがあり、いくつかはがんの進行を促進し、他のものはがんとの戦いを助けることができます。
CRCにおける好中球の行動や特性を理解することは重要です。研究により、好中球は腫瘍環境内の場所によって機能を変えることができることが示されています。一部の好中球は、抗原を提示する特別な能力を発展させるようで、これは免疫系に認識される腫瘍の一部です。この能力は、がん治療に好中球を使用することへの関心を呼び起こしています。
腫瘍が好中球に与える影響
腫瘍は好中球の行動を変えることがあります。たとえば、研究者が血液と腫瘍組織の好中球を調べたところ、腫瘍関連好中球(TAN)は血流にいる好中球とは異なる特性を示しました。腫瘍環境は、これらの細胞をより動的で適応性のあるものにしているようです。
研究者たちはCRCにおけるいくつかの好中球のサブタイプを特定しています。彼らの発見は、これらの細胞が腫瘍に入るときに変革を遂げ、新しいスキルを獲得することを示唆しています。これは、キャタピラが蝶に変身するのと似ていて、全く異なる役割を持つということです!
空間的分析の重要性
腫瘍環境内の細胞の空間的配置も重要です。好中球は腫瘍内の特定の領域や「ニッチ」に集まる傾向があり、これが彼らの機能に影響を与えます。これらの細胞がどこにいるかを研究することで、癌細胞や他の免疫細胞との相互作用について洞察を得ることができます。
最近の研究では、CRC腫瘍内のこれらの免疫細胞の配置を視覚化するために高度なイメージング技術が使用されています。彼らは、好中球が免疫応答の一部としてより効果的に機能する可能性のある地域に集まることがわかりました。
動物モデルからの洞察
人間で起こることを模倣するために、科学者たちは動物モデルに目を向けています。特に、ヒトのCRCを模倣したマウスモデルが開発されています。腫瘍がこれらのマウスで成長すると、研究者は機能する免疫系の中で好中球がどのように反応するかを研究できます。
これらの研究は、マウスの好中球の行動がヒトのCRCで起こることをよく反映していることを示しています。たとえば、これらのマウスに腫瘍が発生すると、体はより多くの好中球を生成し、これはがんが骨髄に生産を増やすように信号を送っていることを示唆しています。
大局を見据えて
ヒトのサンプルとマウスモデルからの洞察を組み合わせることで、研究者たちはCRCにおける好中球の行動をより広く理解しています。研究者たちは、好中球が腫瘍環境にさらされるときに起こる遺伝子発現の変化を特定し、これらの適応を促進する基礎的なメカニズムを明らかにしています。
腫瘍の信号が好中球の行動にどのように影響を与えるかを理解することで、科学者たちはこれらの免疫応答の変化を利用する新しい治療法を開発できます。これにより、CRC患者に対するより効果的な治療が実現し、好中球を治療計画の一部として使用する可能性があります。
CRC研究の未来
この広範な研究から得られた発見は、大腸がんの理解を深め、将来の治療法に対する期待を高めます。CRC細胞の詳細なアトラスを持つことで、研究者たちは異なる細胞タイプがどのように相互作用し、癌の進行や治療反応に影響を与えるかを調査できます。
好中球のような特化した免疫細胞に焦点を当てることで、科学者たちは革新的な治療法への道を開いています。好中球は、従来は体の防御システムの一部として見なされていましたが、がんとの戦いにおける重要なプレーヤーとして認識されるようになっています。彼らの適応能力と変化は、免疫療法における新しい戦略への希望を提供し、CRC治療の風景を変える可能性があります。
結論
大腸がんは依然として重要な健康上の課題ですが、進行中の研究は、より良い理解と革新的な治療オプションへの道を切り開いています。腫瘍と免疫細胞、特に好中球の相互作用に関する新たな洞察が得られるにつれて、CRCの診断や治療における進歩が期待できます。
CRCを治療する最良の方法を見つけるための探求において、研究者たちは謎を解く探偵のようです。新しい発見があるたびに、彼らはこの複雑な病気のパズルを解くことに近づいており、それに影響を受けた人々の生活を改善することに貢献しています。
オリジナルソース
タイトル: Single-cell integration and multi-modal profiling reveals phenotypes and spatial organization of neutrophils in colorectal cancer
概要: Precision oncology including immunotherapy with checkpoint blockers for patients with colorectal cancer (CRC) continues to lag behind other cancer types. The immune composition of the tumor microenvironment (TME) has a major impact on the therapeutic response and clinical outcome. Here, we comprehensively characterize the TME at the single-cell level by first building a large-scale atlas that integrates 4.27 million single cells from 1,670 samples and then complementing the atlas by profiling single cells with low mRNA content. The analysis of the atlas allows refined tumor classification into four immune phenotypes: immune desert, B cell enriched, T cell enriched, and myeloid enriched subtypes. Within the myeloid compartment we uncover distinct subpopulations of neutrophils that acquire new functional properties in blood and in the TME, including antigen-presenting capabilities. Further, spatial multimodal single-cell profiling reveals that neutrophils are organized in clusters within distinct multi-cellular niches. Finally, using an orthotopic mouse model we show that cancer-derived systemic signals modify neutrophil production in the bone marrow, providing evidence for tumor-induced granulopoiesis. Our study provides a high-resolution resource for CRC TME and suggests novel therapeutic strategies targeting neutrophils.
著者: Valentin Marteau, Niloofar Nemati, Kristina Handler, Deeksha Raju, Erika Kvalem Soto, Georgios Fotakis, Sandro Carollo, Nina Boeck, Alessia Rossi, Alexander Kirchmair, Alexandra Scheiber, Arno Amann, Andreas Seeber, Elisabeth Gasser, Steffen Ormanns, Michael Günther, Agnieszka Martowicz, Zuzana Loncova, Giorgia Lamberti, Marie Theres Eling, Lena Horvath, Hassan Fazilaty, Tomas Valenta, Gregor Sturm, Dietmar Rieder, Sieghart Sopper, Andreas Pircher, Patrizia Stoitzner, Paul Ziegler, Markus Tschurtschenthaler, Florian Huemer, Daniel Neureiter, Richard Greil, Lukas Weiss, Marieke Ijsselsteijn, Noel F.C.C. de Miranda, Dominik Wolf, Isabelle C. Arnold, Stefan Salcher, Zlatko Trajanoski
最終更新: 2024-12-24 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.08.26.609563
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.08.26.609563.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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