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# 生物学 # 免疫学

肺、癌、ウイルスの驚くべき関係

肺の感染が癌の成長や治療にどう影響するかを見つけよう。

Ana Farias, Victoria Bridgeman, Felipe S. Rodrigues, Amber Owen, Stefanie Ruhland, Rute Ferreira, Matthias Mack, Ilaria Malanchi, Cecilia Johansson

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肺感染とがんの成長 肺感染とがんの成長 るか。 ウイルスが肺のがんダイナミクスをどう変え
目次

肺は素晴らしい器官で、私たちが呼吸するためにとても大事な役割を果たしてるんだ。だから生存に欠かせない存在で、酸素を体に取り入れて二酸化炭素を排出する役割を担ってる。でも、人生にはいろいろあるように、特にがんやウイルスの話になると、もっと複雑な側面があるんだよね。

肺: トラブルの入り口

私たちの体と外界の接点に位置する肺は、常にいろんな要素にさらされてる。微生物とか、くしゃみを引き起こすアレルゲン、健康にあまり友好的でない汚染物質なんかが含まれてる。防御機能として、肺にはナイトクラブのバウンサーみたいに働く高度な免疫システムがあって、トラブルメーカーを排除するけど、時にはゲストをはっきり判断できずに混乱を引き起こすこともあるんだ。

この保護システムの一つの欠点は、他の体の部分からがん細胞が定着して増殖するための好ましい空間を作っちゃうこと。これを転移って呼ぶんだけど、肺は特に大腸がんや乳がんの転移先として人気なんだ。実際、世界中でがんの転移が起こる場所として二番目に多いんだよ。

あまり嬉しくない統計

がんは全体的に見ると、世界的に大きな健康問題だよ。心疾患に次いで二番目に多い死因だし、女性の中では侵襲性乳がんが最も致命的なタイプなんだ。これって、私たちの肺や体全体に大きなプレッシャーをかけるよね。

ウイルスが侵入

さて、ウイルスも加えてみようか?インフルエンザや呼吸器合胞体ウイルス(RSV)による下部呼吸器感染症は、高い病気や死亡率を引き起こす可能性があるんだ。これらのウイルスは大好きで、肺に住み着いて大変なことを引き起こすことが多いんだ。

子供の頃にRSVに感染することもあって、これは肺の小さな気道を炎症させるブロンキオリスの頻繁な原因になってるんだ。でも、誰が影響を受けるかって?高齢者や免疫システムが弱い人も、こうした感染症で重篤な病気や死ぬリスクが高いんだ。

がんとウイルスの複雑な関係

実は、肺がんと呼吸器感染症が同時に発生することもあるんだ。変だよね?研究者たちは、肺炎やブロンキオリスが肺がんのリスクを高めるかもしれないって言ってるけど、ただの風邪の症状を持つだけじゃないんだ。ほとんどの研究は自己申告に基づいているから、完全に信頼できるわけじゃないんだよね。

ウイルスの感染が肺の環境をどう変え、がんの進行にどう影響するかをもっと詳しく調べる必要がある。ここが面白くなるところなんだ。

体の防御機構の実行

じゃあ、体はウイルス侵入者にどう立ち向かうのか?呼吸器ウイルスが肺に侵入すると、急速な免疫反応が引き起こされる。この反応はウイルスの広がりを制限して、体が回復するのを助けるんだ。さまざまな免疫細胞が防御会議を開くように集まる感じで、まるでスーパーヒーローチームみたいなんだ。

免疫システムは悪いウイルスと体の細胞を区別する賢さを持ってるけど、この反応は肺の環境も変えるから、がん細胞の成長に影響を与えたり、拡散を防いだりするかもしれないんだ。

タイプIインターフェロンに注目

免疫反応のスーパーヒーローの一つが、タイプIインターフェロン(IFNs)という一群のタンパク質なんだ。これらはウイルス感染を撃退するのに重要な役割を果たして、がんの抵抗にも関わることがあるんだ。肺がRSVに攻撃されると、特定の免疫細胞である肺胞マクロファージがタイプI IFNsを生成してウイルスと戦う手助けをするんだ。

タイプI IFNsはウイルスのコピーを止めたり、他の免疫要素を感染部位に呼び寄せたりもできる。ただ、注意点があって、ウイルスを退治するのは得意でも、がんに対する役割はもっと複雑なんだ。タイプI IFNsの作用が肺がんの転移を防ぐのに役立つかどうかが問題なんだ。

実験: RSVががんの拡散に与える影響

この関係をもっと理解するために行われた実験について話そう。研究者たちはRSVが乳がん細胞の肺への拡散を減らせるかどうかに興味を持ったんだ。

そのために、乳がん細胞をマウスに注入して、まずRSV感染を引き起こしたんだ。目的は、感染が肺に定着して増加できるがん細胞の数を減らすかどうかを見ることだったんだ。

驚くべきことに、RSVに感染したマウスは感染していないマウスと比べて、肺に転移性の結節が少なかったんだ。これは、RSVが何らかの形で肺の環境をがん細胞にとってあまり歓迎しないものにしたことを示しているようなんだ。

肺で何が起こってるの?

今のところ、研究者たちはウイルス感染後に肺ががん細胞の成長に適さなくなることを確認してる。RSV感染後に肺の環境がどのように変化するかを調べることで、基礎的なメカニズムをよりよく理解しようとしてるんだ。

RSV感染中に、免疫細胞の波が押し寄せて、体の防御システムが働き始める。肺の組織に起こる変化は大きく、好中球や単球などさまざまな免疫細胞が集まって助けるんだ。しかし、じっくり見ると、特定の免疫細胞を一種類取り除くだけじゃ、すべてが元に戻るわけじゃないことが分かったんだ。むしろ、複数の免疫細胞種が協力しなきゃこの抗がん環境を作る必要があるみたいなんだ。

他の免疫細胞の役割

好中球、単球、NK(ナチュラルキラー)細胞を調べて、がんの拡散を止める役割があるかどうかを見たんだけど、研究者たちはこれらの免疫細胞を減らしても、RSV感染は依然として転移性の結節を減少させることが分かったんだ。だから、単一の細胞タイプだけが差を生んでるわけじゃなかったんだ。

これは、肺の環境が非常に複雑で、さまざまな免疫細胞が協力して状況に対処して、がんを抑え込む必要があるっていう考えに繋がるんだ。

タイプIインターフェロンの力再び

再びタイプIインターフェロンに戻ると、研究者たちはこのタンパク質群が肺の条件をかなり変化させることに気づいたんだ。マウスに直接タイプI IFNsを投与した際、RSV感染と同様の結果が得られた - 転移性の結節が少なかったんだ。この観察は、タイプI IFNsがウイルス感染の良い影響を模倣して肺の環境を変える可能性があることを示唆してるんだ。

テストでは、タイプI IFNsに反応できないマウスに投与したとき、転移性の結節は減少しなかった。これは、IFNsの利益ががん細胞に直接影響するのではなく、肺細胞との相互作用に依存していることを明確に示してるんだ。

免疫反応: 細胞のダンス

免疫システムは精緻なダンスパフォーマンスに似てるんだ - 一人のダンサーがキューを逃すと、全体のショーが失敗する可能性がある。研究では、タイプI IFNの作用から肺の環境が変化したことが、転移の広がりを抑えるのに重要であると分かったんだ。

研究者たちは、RSVとタイプI IFNsの存在下でさまざまな肺細胞の相互作用がどう変わるかに興味を持ってた。彼らは、ウイルス感染中に血管細胞とがん細胞の間の相互作用が、細胞の成長や生存に関わっていることを結論付けたんだ。

肺環境のダイナミックな特性

RSVやタイプI IFNsにさらされた後、肺の環境には多くの変化が起こるんだ。これらの変化は、がん細胞に利益をもたらすかもしれない成長信号をサイレンスさせたり、強めたりすることができるんだ。研究者たちは、がんの成長を支える役割を持つ特定の肺の上皮細胞が、RSV感染後に腫瘍細胞を育てるのにあまり能力がなくなってることも調べてる。

面白いのは、肺の線維芽細胞も重要な役割を果たすけど、上皮細胞のように細胞成長をサポートする効果が同じではないかもしれないってことなんだ。

研究成果を次のレベルへ

研究者たちは、彼らの発見が呼吸器ウイルスとがんの相互作用を理解するのに役立つことを期待してる、特にCOVID-19パンデミックのようなイベントで見てきたように。パンデミックは、呼吸器感染ががん患者にどう影響するかに注目を集めたんだ。

最終的に、これらの発見が将来の治療法に貴重な洞察を提供するかもしれないけど、人間はマウスじゃないことを忘れちゃいけない。これらの相互作用が人にどのように翻訳されるかを見極めるためには、もっと研究が必要だろうね。

結論: 肺の混合トリック

全体的に見ると、肺は呼吸だけでなく、病気がどのように相互作用するかにも不可欠な役割を果たしてるんだ。がんの拡散のハブにもなり得るけど、感染症が襲ってくると腫瘍の成長に挑むような条件を作り出すこともある。

だから、一般的なウイルス感染ががんの成長に重要な影響を与える可能性があるってことなんだ。ウイルスとがんの関係がソープオペラみたいに複雑だから、私たちの驚くべき肺の中で本当に何が起こっているのか、層を剥がしていくことが重要なんだ。もしかしたら、彼らにはまだいくつかのトリックが残ってるかもしれないね!

オリジナルソース

タイトル: Type I interferons induced upon respiratory viral infection impair lung metastatic initiation

概要: Invasive breast cancer accounts for 7% of all cancer-related deaths, with the lungs being a common site of metastases. At the same time, lower respiratory tract infections are a common cause of morbidity and mortality worldwide. Acute viral respiratory infections induce transitional changes in the lung; however, the impact of these changes on metastasis initiation and cancer progression remains unclear. Using primary murine MMTV-PyMT breast cancer cells in an experimental lung metastasis model, we show that changes induced by respiratory syncytial virus (RSV) infection impair tumor cell seeding and early establishment in the lung, resulting in lower number of metastatic nodules. Furthermore, we demonstrate that this reduction of metastases is due to alterations in the lung environment mediated by type I interferons (IFNs) that are produced in response to RSV infection. Consistent with that notion, intranasal administration of recombinant IFN- recapitulates the anti-tumor effect of RSV infection. Type I IFNs change the lung cellular composition and induce an Interferon Stimulated Gene (ISG) driven response, creating an alveolar environment that is less supportive of tumor cell growth. Indeed, epithelial cells from mice infected with RSV or intranasally exposed to IFN-, are less supportive of tumor cell growth ex vivo. Altogether, our results suggest that type I IFNs induced by infection with some respiratory viruses perturb the lungs and consequently interfere with the ability of tumor cells to successfully initiate metastatic colonization. SignificanceWomen diagnosed with metastatic breast cancer have a low survival rate. The lungs are a common metastatic site and are constantly exposed to viral pathogens, such as coronavirus, RSV and influenza virus. Thus, breast cancer and respiratory virus infection are likely to co-occur, but their interplay remains unclear. We show that type I interferons (IFNs), induced upon viral infection impair metastatic cancer cell seeding of mouse lungs. This is potentially via an effect of IFNs on lung epithelial cells, which become less supportive of early tumor cell proliferation. These findings indicate that viral infections and type I IFNs can alter the lung environment and impair implantation of metastatic cells, which could be explored to improve future cancer treatments.

著者: Ana Farias, Victoria Bridgeman, Felipe S. Rodrigues, Amber Owen, Stefanie Ruhland, Rute Ferreira, Matthias Mack, Ilaria Malanchi, Cecilia Johansson

最終更新: Dec 23, 2024

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.23.630113

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.23.630113.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。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。

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