細菌による癌治療のメカニズムを解明(Researchers Reveal Key Mechanism Behind Bacterial Cancer Therapy)

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2025-03-04 中国科学院(CAS)

中国科学院深圳先進技術研究院の劉晨力教授と上海栄養・健康研究所の肖亦川教授が率いる研究チームは、遺伝子操作された細菌株を用いたがん治療のメカニズムを解明しました。 この細菌株「Designer Bacteria 1(DB1)」は、正常組織では排除される一方、腫瘍組織内で生存・増殖し、高い「腫瘍指向性」と「腫瘍除去効果」を示します。研究者たちは、DB1が腫瘍内の組織常在性メモリー(TRM)CD8+ T細胞を再活性化・増殖させることで抗腫瘍効果を発揮することを発見しました。このプロセスには、インターロイキン-10(IL-10)とその受容体(IL-10R)が重要な役割を果たし、IL-10がIL-10Rに結合するとSTAT3タンパク質が活性化され、さらにIL-10Rの発現が促進されるという正のフィードバックループが形成されます。これにより、CD8+ TRM細胞は過去のIL-10刺激を「記憶」し、高いIL-10R発現を維持します。また、DB1刺激後、腫瘍関連マクロファージ(TAM)がTLR4シグナル伝達経路を介してIL-10の発現を上昇させ、IL-10は腫瘍関連好中球(TAN)の移動速度を低下させ、DB1の迅速な排除を回避します。これらの発見は、細菌を用いたがん治療の安全性と有効性を高めるための新たな戦略を提供します。

<関連情報>

IL-10Rのヒステリシスを利用した細菌免疫療法による貪食回避と腫瘍免疫の活性化 Bacterial immunotherapy leveraging IL-10R hysteresis for both phagocytosis evasion and tumor immunity revitalization

Zhiguang Chang∙ Xuan Guo∙ Xuefei Li∙ … ∙ Jian-Dong Huang∙ Yichuan Xiao∙ Chenli Liu (刘陈立)
Cell  Published:March 3, 2025
DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.02.002

Graphical abstract

細菌による癌治療のメカニズムを解明(Researchers Reveal Key Mechanism Behind Bacterial Cancer Therapy)

Highlights

•IL-10 induces IL-10R expression, forming a positive feedback loop and hysteresis
•Hysteresis drives tumor-infiltrating immune cells into an IL-10Rhi state
•Bacteria induce TAMs to secrete IL-10, evading TANs while activating CD8+ TRM cells
•Tumor-infiltrating IL-10Rhi immune cells present across most human solid tumor types

Summary

Bacterial immunotherapy holds promising cancer-fighting potential. However, unlocking its power requires a mechanistic understanding of how bacteria both evade antimicrobial immune defenses and stimulate anti-tumor immune responses within the tumor microenvironment (TME). Here, by harnessing an engineered Salmonella enterica strain with this dual proficiency, we unveil an underlying singular mechanism. Specifically, the hysteretic nonlinearity of interleukin-10 receptor (IL-10R) expression drives tumor-infiltrated immune cells into a tumor-specific IL-10Rhi state. Bacteria leverage this to enhance tumor-associated macrophages producing IL-10, evade phagocytosis by tumor-associated neutrophils, and coincidently expand and stimulate the preexisting exhausted tumor-resident CD8+ T cells. This effective combination eliminates tumors, prevents recurrence, and inhibits metastasis across multiple tumor types. Analysis of human samples suggests that the IL-10Rhi state might be a ubiquitous trait across human tumor types. Our study unveils the unsolved mechanism behind bacterial immunotherapy’s dual challenge in solid tumors and provides a framework for intratumoral immunomodulation.

医療・健康
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