The role of the cGAS-STING pathway for regulations of tumor-microenvironment by immunoradiotherapy in esophageal squamous cell carcinoma

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本研究では、放射線照射が誘導する腫瘍微小環境に対するcGAS-STING経路の役割を食道扁平上皮癌（ESCC）患者の手術摘出標本及び複数のESCC公開データセットを用いて解析し、さらにESCC細胞株を用いたin vitroの実験系により検討する。本年度は、ESCC細胞株を用いて放射線照射時に腫瘍細胞が産生するI型インターフェロン（IFN）、CXCL10、CCL5、CSF-1、IL-34の発現に対するcGAS-STINGの影響に関し検討を行った。実験で使用した６種類のESCC細胞株のうち３株はcGAS-STING発現ESCC細胞株、１株はcGAS低発現ESCC細胞株、２株はSTING低発現ESCC細胞株であった。これらの細胞株に対し放射線照射（8 Gy×3）を実施したところ、cGAS-STINGを共に発現する細胞株ではSTINGの下流の因子であるinterferon regulatory factor 3 (IRF3)のリン酸化やI型IFNであるIFNB1の有意な発現誘導が観察された。一方、cGASあるいはSTINGを発現しないESCC細胞株では放射線照射を行った際にIRF3のリン酸化やIFNB1の発現誘導はほとんど見られなかった。そこでcGAS-STINGを発現するESCC細胞株に対しsiRNAを用いてcGAS, STING発現を抑制したところ、同様に放射線照射に対しIRF3のリン酸化やIFNB1およびCXCL10, CCL5の遺伝子発現誘導が有意に抑制されたことから、ESCC細胞株におけるcGAS-STINGの発現が放射線照射によるI型IFN応答の誘導やT細胞の遊走に関与するケモカインの産生に重要であることが明らかとなった。またマクロファージの分化や極性に影響を及ぼす因子としてCSF-1およびIL-34が知られているが、ESCC細胞に放射線照射を実施した際に、これらの因子の発現誘導が見られるか否か、またcGAS-STING発現の影響について検討を行った。大変興味深いことに、放射線照射によりIL34のみ高い発現誘導が見られ、放射線照射によるIL34の発現誘導はcGASやSTINGを抑制することで有意に減弱することが明らかとなった。