MUC1-NULL腫瘍から分離された膵臓癌細胞は、成熟しない抑制性の低いMDSC集団の生成を支持します

ムチン1（MUC1）は、過剰発現し、異常にグリコシル化されている膜貫通ムチン糖タンパク質であり、ヒト膵管腺癌（PDA）の80％以上で異常にグリコシル化され、予後不良と関連しています。PDAにおけるMUC1の役割を理解するために、最近、フルレングスのヒトMUC1導入遺伝子（KCMマウス）とMUC1（KCKOマウス）のnullを発現する1つを発現する自然PDAの2つのマウスモデルを開発しました。KCMマウスは、腫瘍内で高レベルの骨髄式由来抑制細胞（MDSC）を発現し、非常に攻撃的なPDAを発症することを以前に報告しました。KCMタモでのMDSCレベルの高い基礎メカニズムをさらに理解するために、KCMおよびKCKO腫瘍から一次細胞株を生成しました。この研究では、KCM細胞を使用して導出されたMDSCは、KCKOと比較してKCKOと比較してCD115（骨髄性細胞の成熟に関連するマーカー）のより高いレベルと誘導性一酸化窒素シンターゼ（免疫抑制に関連するマーカー）と誘導性一酸化窒素シンターゼ（免疫抑制に関連するマーカー）を発現することを報告しています。-derived MDSC。機能的に、KCM由来のMDSCは、KCKO由来のMDSCと比較して正常な脾細胞と共培養された場合、有意に高いレベルの尿素と一酸化窒素（NO）を分泌します。データは、KCM由来のMDSCは未熟であり、KCKO由来のMDSCと比較してより抑制的であることを示しています。これはさらに、KCM腫瘍を含むマウスから分離されたMDSCが未熟な状態を保持し、KCKO腫瘍を含むマウスに由来するMDSCと比較して非常に抑制されたin vivoで裏付けられました。最後に、KCM細胞は、KCKO細胞と比較して、COX-2代謝物、および抑制MDSCの既知のドライバーであるプロスタグランジンE2（PGE2）の有意に高いレベルを分泌することを示しています。したがって、特定のCOX-2阻害剤でPGE2を阻害すると、KCM由来のMDSCの免疫抑制と未熟な表現型が逆転します。これは、機能的MDSCの発生における膵臓腫瘍関連MUC1の機能的役割を明確に示唆する最初のレポートです。

Mucin 1 (MUC1) is a transmembrane mucin glycoprotein that is over-expressed and aberrantly glycosylated in >80% of human pancreatic ductal adenocarcinoma (PDA) and is associated with poor prognosis. To understand the role of MUC1 in PDA, we have recently developed two mouse models of spontaneous PDA, one that expresses full-length human MUC1 transgene (KCM mice) and one that is null for MUC1 (KCKO mice). We have previously reported that KCM mice express high levels of myeloid derived suppressor cells (MDSCs) in their tumors and develop highly aggressive PDA. To further understand the underlying mechanism for high MDSC levels in KCM-tumors, we generated primary cell lines from KCM and KCKO-tumors. In this study, we report that MDSCs derived using KCM cells express significantly higher levels of arginase 1 and inducible nitric oxide synthase (markers associated with immune suppression) and lower levels of CD115 (a marker associated with maturation of myeloid cells) as compared to KCKO-derived MDSCs. Functionally, KCM-derived MDSCs secrete significantly higher levels of urea and nitric oxide (NO) when co-cultured with normal splenic cells as compared to KCKO-derived MDSCs. Data indicates that KCM-derived MDSCs remain immature and are more suppressive as compared to KCKO-derived MDSCs. This was further corroborated in vivo where MDSCs isolated from KCM-tumor-bearing mice retained their immature state and were highly suppressive as compared to MDSCs derived from KCKO-tumor-bearing mice. Finally, we show that KCM cells secrete significantly higher levels of prostaglandin E2 (PGE2), a COX-2 metabolite and a known driver of suppressive MDSCs as compared to KCKO cells. Thus, inhibiting PGE2 with a specific COX-2 inhibitor reverses the immunosuppressive and immature phenotype of KCM-derived MDSCs. This is the first report that clearly suggests a functional role of pancreatic tumor-associated MUC1 in the development of functional MDSCs.