グリコカリックスによって構築されたヒト結腸直腸癌インフラストラクチャ

癌細胞は、血管新生によって生存し、成長する可能性があります。代替的であるが物議を醸す理論は、癌細胞が血管新生模倣（VM）を介して成長する可能性があることであり、そこではがん細胞自体が薬剤耐性の主要な原因と見なされる血管様チャネルを構築します。腫瘍内の内皮細胞では、細胞膜を取り巻くプロテオグリカンと糖タンパク質で構成されるメッシュワークであるグリコカリックス（GCX）の動的機能が観察されています。ただし、ヒト患者のGCXによって形成される実際の構造形状は不明のままです。ここでは、硝酸ランタン酸染色を伴う走査型電子顕微鏡を使用して、ヒト結腸直腸癌（CRC）患者でかさばるGCXによって構築された3次元（3D）ネットワーク構造を視覚化しました。ネットワーク構造は、癌細胞の巣全体に拡張され、毛細血管に開放され、ネットとスポンジのような超微細構造を示すトンネルチャネルがありました。内皮およびがん特異的なGCX結合レクチンの発現は、癌細胞間の間質空間で劇的に増加しました。サンプル調製方法に起因するアーティファクトの存在を考慮しても、細胞間トンネルはかさばるGCXでコーティングされているように見えました。さらに、この3Dネットワーク構造は、APCMIN/+マウスの腫瘍でも観察されました。結論として、かさばるGCXは、ヒトおよびマウスのCRCのネットワーク構造を変更します。

Cancer cells can survive and grow via angiogenesis. An alternative but controversial theory is cancer cells may grow via vasculogenic mimicry (VM), in which the cancer cells themselves construct vessel-like channels that are considered a leading cause of drug resistance. The dynamic functions of the glycocalyx (GCX), a meshwork composed of proteoglycans and glycoproteins that surrounds cell membranes, have been observed in endothelial cells within tumors. However, the actual structural shape formed by the GCX in human patients remains unclear. Here, we visualized the three-dimensional (3D) network structure constructed by bulky GCX in human colorectal cancer (CRC) patients using scanning electron microscopy with lanthanum nitrate staining. The network structure extended throughout the cancer cell nest, opening into capillaries, with a tunnel channel that exhibited a net- and spongy-like ultrastructure. The expression of endothelial and cancer-specific GCX-binding lectins was dramatically increased in the interstitial spaces between cancer cells. Even accounting for the presence of artifacts resulting from sample preparation methods, the intercellular tunnels appeared to be coated with the bulky GCX. Further, this 3D network structure was also observed in the tumors of ApcMin/+ mice. In conclusion, the bulky GCX modifies the network structure of CRCs in human and mice.