บทบาทของ Notch-1 signaling ในการเพิ่ม ประสิทธิภาพ Dendritic Cells เพื่อกระตุ้น การเพิ่มจำนวน และการทำลายเซลล์มะเร็งของ Natural Killer Cells
คำสำคัญ:
เซลล์เดนไดรติก, เอ็นเคเซลล์, การเพิ่มจำนวนเซลล์, ความเป็นพิษต่อเซลล์, Notch-1บทคัดย่อ
เนเจอรอล คิลเลอร์เซลล์ หรือ เอ็นเคเซลล์ (Natural Killer (NK) cells) กระตุ้นการตอบสนองในระบบภูมิคุ้มกัน โดยการเข้าทำลายเซลล์แปลกปลอมหรือสารหลั่งไซโตไคน์ การส่งสัญญาณระหว่าง NK cells กับเซลล์เดนไดรติก(Dendritic cells, DCs) ก่อให้เกิดการทำลายเซลล์มะเร็งหรือต่อต้านจุลินทรีย์ก่อโรค แต่กลไกระดับเซลล์และระดับโมเลกุลที่ควบคุมปฏิสัมพันธ์ระหว่าง NK cells และ DCs ซึ่งส่งผลเป็นพิษต่อเซลล์มะเร็งนั้นยังไม่ทราบแน่ชัด ในที่นี้เราแสดงถึงบทบาทของ Notch-1 signaling บน DCs มีส่วนร่วมทำให้ NK cytotoxicity เพิ่มขึ้น และเมื่อเพาะเลี้ยง DCs จากอาสาสมัครสุขภาพดี จำนวน 6 คน มาทดสอบเพาะเลี้ยงร่วมกับ autologous NK cells ก็ช่วยให้ NK cells มีการเพิ่มจำนวน (64.71±1.89%) และการทำลายเซลล์มะเร็ง Human erythroleukemic cell line (K562) เพิ่มขึ้นด้วย (42.18±1.04%) แต่การทำลายเซลล์มะเร็งของ NK cells นี้มีปริมาณลดลงโดยการเพาะเลี้ยงร่วมกับ DCs ที่กระตุ้นด้วยสาร Notch-1 inhibitor ชื่อ γ-secretase inhibitor (11.91±0.62%) เมื่อเปรียบเทียบกับ DCs ที่กระตุ้นด้วย lipopolysaccharide (LPS) (p < 0.05, paired t-test) การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าการกระตุ้นหรือยับยั้งการแสดงออกของ Notch-1 receptor มีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพของ DC ในการกระตุ้น NK cells เพื่อทำลายเซลล์มะเร็ง ดังนั้นจึงอาจนำผลการศึกษาที่ได้นี้ไปประยุกต์ใช้เพื่อการรักษาผู้ป่วยมะเร็งหรือโรคอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับ NK cell ต่อไป
References
Vivier E, Raulet DH, Moretta A, Caligiuri MA, Zitvogel L, Lanier LL, et al. Innate or adaptive immunity? The example of natural killer cells. Science 2011; 331(6013): 44-9.
Voss M, Bryceson YT. Natural killer cell biology illuminated by primary immunodefi ciency syndromes in humans. Clin Immunol 2017; 177: 29-42.
Law RH, Lukoyanova N, Voskoboinik I, Caradoc-Davies TT, Baran K, Dunstone MA, et al. The structural basis for membrane binding and pore formation by lymphocyte perforin. Nature 2010; 468(7322): 447-51.
Thomas R, Yang X. NK-DC crosstalk in immunity to microbial infection. J Immunol Res 2016; 2016: 6374379. (7 pages).
Mahmood S, Upreti D, Sow I, Amari A, Nandagopal S, Kung SK. Bidirectional interactions of NK cells and dendritic cells in immunotherapy: current and future perspective. Immunotherapy 2015; 7(3): 301-8.
Marcenaro E, Carlomagno S, Pesce S, Moretta A, Sivori S. NK/DC crosstalk in anti-viral response. Adv Exp Med Biol 2012; 946: 295-308.
Radtke F, Fasnacht N, Macdonald HR. Notch signaling in the immune system. Immunity 2010; 32(1): 14-27.
Cheng P, Zhou J, Gabrilovich D. Regulation of dendritic cell diff erentiation and function by Notch and Wnt pathways. Immunol Rev 2010; 234(1): 105-19.
Sauma D, Espejo P, Ramirez A, Fierro A, Rosemblatt M, Bono MR. Diff erential regulation of Notch ligands in dendritic cells upon interaction with T helper cells. Scand J Immunol 2011; 74(1): 62-70.
Wang YC, Hu XB, He F, Feng F, Wang L, Li W, et.al. Lipopolysaccharide-induced maturation of bone marrow-derived dendritic cells is regulated by notch signaling through the up-regulation of CXCR4. J Biol Chem 2009; 284(23): 15993-6003.
Qian XQ, Chen LL, Cheng Q, Tian Y, Luo XF, Wan XY. Inhibition of Notch 1 receptor infl uenced the diff erentiation of Lin-CD45RA-dendritic cell precursors within ovarian carcinoma microenvironment. BMC Immunol 2016; 17(1): 14. (9 pages).
Juillerat-Jeanneret L, Flohr A, Schneider M, Walter I, Wyss JC, Kumar R, et al. Targeted γ-secretase inhibition to control the Notch pathway in renal diseases. J Med Chem 2015; 58(20): 8097-109.
Kijima M, Yamaguchi T, Ishifune C, Maekawa Y, Koyanagi A, Yagita H, et al. Dendritic cell-mediated NK cell activation is controlled by Jagged2-Notch interaction. Proc Natl Acad Sci USA 2008; 105(19): 7010-5.
Felices M, Ankarlo DE, Lenvik TR, Nelson HH, Blazar BR, Verneris MR, et al. Notch signaling at later stages of Natural Killer cell development enhances KIR expression and functional maturation. J Immunol 2014; 193(7): 3344-54.
Tchekneva EE, Goruganthu MUL, Uzhachenko RV, Thomas PL, Antonucci A, Chekneva I, et al. Determinant roles of dendritic cell-expressed Notch Delta-like and Jagged ligands on anti-tumor T cell immunity. J Immunother Cancer 2019; 7(1): 95. (17 pages).
Zitvogel L, Terme M, Borg C, Trinchieri G. Dendritic cell-NK cell cross-talk: regulation and physiopathology. Curr Top Microbiol Immunol 2006; 298:157-74.
West WH, Cannon GB, Kay HD, Bonnard GD, Herberman RB. Natural cytotoxic reactivity of human lymphocytes against a myeloid cell line: characterization of eff ector cells. J Immunol 1977; 118(1): 355-61.
Li DY, Gu C, Min J, Chu ZH, Ou QJ. Maturation induction of human peripheral blood mononuclear cell-derived dendritic cells. Exp Ther Med 2012; 4(1): 131-4.
Sanchez-Martinez D, Allende-Vega N, Orecchioni S, Talarico G, Cornillon A, Vo DN, et al. Expansion of allogeneic NK cells with effi cient antibody-dependent cell cytotoxicity against multiple tumors. Theranostics 2018; 8(14): 3856-69.
Tario JD Jr, Muirhead KA, Pan D, Munson ME, Wallace PK. Tracking immune cell proliferation and cytotoxic potential using fl ow cytometry. Methods Mol Biol 2011; 699: 119-64.
Janghorban M, Xin L, Rosen JM, Zhang XH. Notch signaling as a regulator of the tumor immune response: to target or not to target? Front Immunol 2018; 9: 1649. (10 pages).
Auderset F, Schuster S, Fasnacht N, Coutaz M, Charmoy M, Koch U, et.al. Notch signaling regulates follicular helper T cell diff erentiation. J Immunol 2013; 191(5): 2344-50.
Laky K, Evans S, Perez-Diez A, Fowlkes BJ. Notch signaling regulates antigen sensitivity of naive CD4+ T cells by tuning co-stimulation. Immunity 2015; 42(1): 80-94.
Radtke F, MacDonald HR, Tacchini-Cottier F. Regulation of innate and adaptive immunity by Notch. Nat Rev Immunol 2013; 13(6): 427-37.
Tanigaki K, Honjo T. Regulation of lymphocyte development by Notch signaling. Nat Immunol 2007; 8(5): 451-6.
Caton ML, Smith-Raska MR, Reizis B. Notch-RBP-J signaling controls the homeostasis of CD8- dendritic cells in the spleen. J Exp Med 2007; 204(7): 1653-64.
Shang Y, Smith S, Hu X. Role of Notch signaling in regulating innate immunity and infl ammation in health and disease. Protein Cell 2016; 7(3): 159-74.
Tsao PN, Wei SC, Huang MT, Lee MC, Chou HC, Chen CY, et al. Lipopolysaccharide-induced Notch signaling activation through JNK-dependent pathway regulates infl ammatory response. J Biomed Sci 2011; 18(1): 56. (9 pages).
Ferlazzo G, Morandi B. Cross-Talks between natural killer cells and distinct subsets of dendritic cells. Front Immunol 2014; 5: 159. (7 pages).
Fessenden TB, Duong E, Spranger S. A team eff ort: natural killer cells on the fi rst leg of the tumor immunity relay race. J Immunother Cancer 2018; 6(1): 67. (3 pages).
Van Elssen CH, Oth T, Germeraad WT, Bos GM, Vanderlocht J. Natural killer cells: the secret weapon in dendritic cell vaccination strategies. Clin Cancer Res 2014; 20(5): 1095-103.
Bol KF, Schreibelt G, Rabold K, Wculek SK, Schwarze JK, Dzionek A, et al. The clinical application of cancer immunotherapy based on naturally circulating dendritic cells. J Immunother Cancer 2019; 7(1): 109. (13 pages).
Nasi A, Bollampalli VP, Sun M, Chen Y, Amu S, Nylén S. Immunogenicity is preferentially induced in sparse dendritic cell cultures. Sci Rep 2017; 7: 43989. (12 pages).
Renrick AN, Dunbar ZT, Shanker A. Update on the current revolution in cancer immunotherapy. Immunotherapy 2019; 11(1): 15-20.
Amon L, Hatscher L, Heger L, Dudziak D, Lehmann CHK. Harnessing the complete repertoire of conventional dendritic cell functions for cancer immunotherapy. Pharmaceutics 2020; 12(7): 663. (80 pages).
Sierra RA, Thevenot P, Raber PL, Cui Y, Parsons C, Ochoa AC, et al. Rescue of Notch-1 signaling in antigen-specifi c CD8+T cells overcomes tumor-induced T-cell suppression and enhances immunotherapy in cancer. Cancer Immunol Res 2014; 2(8): 800-11.
