【文献紹介#12】NLRP3インフラマソームはPD-L1発現を上昇し、リンパ腫の免疫抑制に寄与する。

こんにちはJunonです。

本日公開された研究論文（英語）の中から興味のあったものを一つ紹介します。

出典

タイトル：NLRP3 inflammasome upregulates PD-L1 expression and contributes to immune suppression in lymphoma

著者： Fei Lu, Yanan Zhao, Yihua Pang, Min Ji, Yanping Sun, 他

雑誌：Cancer Lett.

論文公開日：2021年1月28日

要旨

「びまん性大細胞型B細胞リンパ腫（DLBCL）患者においてリンパ腫組織中のインターロイキン（IL）-18レベルの著明な上昇と、PD-L1発現とに正の相関があった。さらに、DLBCL細胞株におけるNLRP3のインフラマソーム活性化はPD-L1を上昇させ、細胞障害性T細胞の割合を減少させた。NLRP3インフラマソームの抑制は、in vivoでは腫瘍微小環境におけるPD-L1の発現を抑制し、PD-1/TIM-3を発現するT細胞、骨髄由来の抑制細胞、腫瘍関連マクロファージ、および制御性T細胞の割合を減少させることで、リンパ腫の増殖を抑制し、抗腫瘍免疫を改善した。さらにin vivoでの研究では、IL-18が抗リンパ腫免疫の負の制御に関与する主なエフェクターサイトカインであることが明らかになった。興味深いことに、NLRP3 ブロッカーと抗PD-L1治療を併用すると、リンパ腫治療中に拮抗的な効果を示した。以上の結果から、NLRP3はPD-L1と免疫細胞を調節することで免疫抑制を促進していることが示唆された。以上のことから、本研究はリンパ腫におけるNLRP3インフルナソームの予後と治療効果を明らかにするものである。」

分かったこと

•NLRP3インフラマソーム阻害はリンパ腫の進行を減衰させます。

•NLRP3インフラマソーム阻害はTMEにおけるPD-L1発現を低下させます。

•NLRP3インフラマソーム阻害は生体内の免疫抑制細胞数を減少させます。

•NLRP3ブロッカーと抗PD-L1治療の併用で腫瘍抑制効果に拮抗効果を発揮します。

背景と結論

腫瘍微小環境（TME）における慢性的な炎症は、悪性細胞が宿主の免疫監視から逃れることを可能にし、その結果、腫瘍形成に寄与しています。インフラマソームは、内因性の危険信号に対する炎症反応を媒介する多タンパク質複合体であり、悪性細胞とTME間の相互作用において重要な役割を果たしています。NLRP3は最も特徴的なインフラマソームであり、その活性化には2つのシグナルが必要であることがわかっています。第一のシグナルは、プロインターロイキン（IL）-1βおよびプロIL-18の発現を促進するもので、DAMPまたはPAMPの認識によって誘導され、第二のシグナルは、活性化されたNOD様受容体（NLR）によって誘発され、カスパーゼ-1をリクルートして活性化させます。成熟したカスパーゼ-1はpro-IL-1βおよびpro-IL-18を切断し、炎症性サイトカインであるIL-1βおよびIL-18を生成します。NLRP3は、病原性の侵入を排除するために効率的な免疫応答を誘発しますが、異常なNLRP3の活性化はひどい炎症を引き起こし、最終的には悪性化につながります。

これまでの研究では、乳がん、線維肉腫、胃がんなどのさまざまな悪性腫瘍において、NLRP3インフラマソームが腫瘍化を促進する機能を持つことが明らかにされています。NLRP3 インフラマソームとそのエフェクターサイトカインは、様々な腫瘍において免疫抑制的な TME を促進しています。しかし、DLBCLの病因におけるNLRP3インフラマソームの正確な役割は明らかにされていません。

免疫系の機能不全もまた、リンパ腫形成の推進因子であります。腫瘍免疫微小環境の主要構成要素には、エフェクターT細胞、骨髄由来サプレッサー細胞（MDSCs）、腫瘍関連マクロファージ（TAMs）、および制御性T細胞（Tregs）が含まれます。MDSC、TAM、およびTregsは、抗腫瘍免疫応答を強力に阻害する能力を特徴とし、その結果、腫瘍の進行、再発、および転移を促進します。一部の悪性B細胞は、PD-L1を過剰発現させることで免疫監視を逃れるが、活性化したT細胞上でPD-1と相互作用し、T細胞の増殖およびサイトカイン産生を阻害する抑制シグナルを中継します。さらに、DLBCLにおけるMDSC依存性のT細胞阻害は、IL-10およびS100A12の放出とPD-L1の発現と関連していることが報告されています。免疫チェックポイント阻害（ICB）は、様々な悪性腫瘍の有効な治療法として実証されており、免疫抑制におけるチェックポイントの重要な役割を強調しています。したがって、DLBCLにおける免疫抑制の根底にあるメカニズムをよりよく理解することは、予測可能なバイオマーカーを特定し、免疫抑制状態を逆転させ、免疫療法の転帰を改善するのに役立つと考えられます。

DLBCL患者ではIL-18レベルが上昇し、TMEではPD-L1レベルと相関していました。DLBCL組織では、正常組織よりも高いIL-18のレベルが検出されました。また、非胚中心B細胞（GCB）表現型の患者では、GCB表現型の患者よりも高いIL-18レベルが検出されました。次に、免疫組織化学的に検出されたＣＤ１０およびＭＵＭ１の発現量によって患者をさらにグループ分けした結果、IL-18およびIL-1βの両方の発現レベルがこれらのマーカーの発現レベルと関連していることがわかりました。DLBCL組織におけるPD-L1発現量の増加は、DLBCL患者の生存率低下の独立した予測因子である高いKi-67発現量と相関していました。注目すべきことに、TMEにおけるPD-L1発現はIL-18レベルと正の相関を示しました。 ヒトDLBCL細胞株ではNLRP3インフラマソームが活性化され、PD-L1の発現と相関してました。

NLRP3 インフラマソーム活性化と PD-L１の上昇との間に強い関連性があることから、我々は NLRP3 インフラマソーム活性化が、悪性細胞と細胞障害性T細胞との相互作用時の免疫応答に影響を与えているのではないかと考えられました。NLRP3インフラマソーム活性化は、B細胞リンパ腫細胞上のPD-L1レベルを上昇し、in vitroにおいて、特に免疫細胞との長期的な相互作用の後に、細胞傷害性T細胞の頻度を減少させました。

NLRP3インフルマソーム阻害による免疫抑制性細胞集団の減少

PD-L1 と PD-1 の相互作用が腫瘍の免疫逃避の決定因子であることから、NLRP3 イン フラマソーム遮断後のリンパ腫の進行遅延が、免疫抑制状態の逆転に起因するかどうかを検討しました。リンパ腫担持マウスにおける異なる免疫細胞集団の割合を分析したところ、MCC950処置により、腫瘍浸潤性CD8+ T細胞および脾臓T細胞の割合が有意に増加し、さらにTNF-α産生CD3+およびCD4+ T細胞の割合も増加しました。しかし、脾臓CD3+およびCD4+ T細胞によるIFN-γ産生は、MCC950投与マウスではプラセボ投与マウスと比較して有意に減少しました。この結果はNLRP3インフラマソームの活性化と免疫抑制との間に強い関連性があることを示しており、NLRP3インフルマソームの遮断がリンパ腫の進行を遅らせる可能性があることを示しています。

IL-18を生体内でブロックすることで免疫抑制性細胞集団を減少させる

NLRP3 インフラマソーム遮断後にリンパ腫の進行が遅延し、抗腫瘍免疫が改善されたことを考慮して、NLRP3 インフラマソームを介した免疫抑制の基礎的なメカニズムをさらに検討しました。IL-1βとIL-18に対する中和抗体を用いて、IL-1βとIL-18の両方を遮断すると腫瘍負担が減少することを見出しました。抗IL-18抗体を投与したマウスでは、対照群と比較して、リンパ系および循環CD8+T細胞だけでなく、腫瘍浸潤CD8+T細胞の割合が有意に増加していました。しかし、抗IL-1β処置では、リンパ節のCD8+ T細胞の割合が上昇しただけで、腫瘍浸潤性CD8+ T細胞の割合に変化はなく、末梢血のCD8+ T細胞の割合は減少しました。さらに、リンパ腫担持マウスにおけるＩＬ-１８阻害は、リンパ節および末梢血中のＰＤ-１＋ＣＤ３＋細胞およびＰＤ-１＋ＣＤ８＋細胞のレベルの低下、ならびに末梢血、脾臓および腫瘍中のＰＤ-１＋ＣＤ４＋細胞の割合の低下をもたらしたが、ＩＬ-１β阻害は、Ｔ細胞上のＰＤ-１発現に影響を及ぼしませんでした。抗ＩＬ-１８抗体の投与もまた、腫瘍浸潤Ｔ細胞上のＴＩＭ-３発現を低下したのに対し、抗ＩＬ-１βは、腫瘍中のＴＩＭ-３発現Ｔ細胞を増加させました。また、抗ＩＬ-１８抗体及び抗ＩＬ-１β抗体で治療したリンパ腫保有マウスの末梢血において、ＭＤＳＣ及びＴＡＭの頻度が有意に減少しました。さらに、腫瘍および脾臓におけるＴｒｅｇの割合は、ＩＬ-１８の中和に応答して減少しました。MCC950投与マウスのデータと同様に、抗IL-1βおよび抗IL-18投与を受けたリンパ腫担持マウスは、腫瘍組織内のpSTAT3レベルの低下とともに、PD-L1レベルの低下を示しました。これらを総合すると、NLRP3インフラマソーム抑制は、エフェクターサイトカインであるIL-18によって媒介される免疫抑制を減少させることによって、少なくとも部分的にはリンパ腫の進行を改善します。

抗PD-L1治療にNLRP3インフルマソーム遮断薬を併用すると拮抗効果がある

PD-L1遮断はPD-1/PD-L1相互作用を阻害し、疲弊した腫瘍特異的T細胞を若返らせます。本研究では、リンパ腫担持マウスをMCC950または抗PD-L1抗体単剤療法、またはMCC950と抗PD-L1抗体の併用療法のいずれかで治療し、NLRP3インフラマソームがICBの有効性に及ぼす影響を調べました。MCC950または抗PD-L1抗体を投与したマウスでは、腫瘍負担が有意に減少しましたが、併用療法では腫瘍抑制効果が低下しました。これらの結果から、NLRP3阻害剤と抗PD-L1治療の併用は、腫瘍抑制効果に拮抗することが示唆されました。

スライド

最後に

リンパ腫におけるNLRP3介在性炎症反応は、共抑制性チェックポイントの上昇とMDSCs、TAMs、Tregsのリクルートの増加に関与していました。このようにNLRP3インフラマソーム炎症反応の活性化または阻害はICBの有効性に有意な影響を与える可能性があります。今回の研究結果は、リンパ腫における腫瘍免疫の障害の根底にある新たなメカニズムを明らかにしただけでなく、DLBCLの新たな予後マーカーと治療標的を明らかにするものでした。

おしまいです。

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