ナチュラルキラー (NK) 細胞は、人間の免疫系で重要な役割を果たす白血球の一種です。ウイルス感染細胞や癌細胞の検出と破壊を専門としています。他の免疫細胞とは異なり、NK 細胞は標的細胞と事前に接触しなくても機能することができるため、新たな脅威に対する重要な防御の第一線となります。
中国科学院（CAS）の中国科学技術大学（USTC）のTian Zhigang教授とPeng Hui教授が率いる研究チームは、北京大学のZhang Zemin教授と共同で、さまざまな種類のがんや組織におけるナチュラルキラー（NK）細胞の変化を解明した。彼らは、異常な抗腫瘍機能を示し、特に腫瘍微小環境で増殖している特定の NK 細胞亜集団を特定しました。彼らの発見は最近Cell誌に掲載されました。
がん細胞を直接殺す能力にちなんで名付けられた NK 細胞は、免疫療法の強力な競合相手となり、血液がんの治療において優れた効果を示しています。しかし、異なる組織微小環境で表現型や機能が異なるNK細胞の不均一性は、固形腫瘍の治療への応用に課題をもたらしています。
長年にわたり、Tian 教授と Peng 教授のチームは、さまざまな組織における NK 細胞の不均一性を研究してきました。この研究で研究者らは、患者 716 名と健康な個人 47 名からの合計 1,223 サンプルを含む、24 種類のがんにまたがる広範な単一細胞トランスクリプトーム データセットを収集しました。彼らは初めて、包括的な汎がんレベルで5つの異なるCD56brightCD16loNK細胞サブタイプと9つのCD56dimCD16hiNK細胞サブタイプを同定した。これらのアイソフォームの表現型および機能の多様性は、注意深く特徴付けられています。
この広範なデータセットを統合することにより、研究者らはがんの種類全体での NK 細胞のサブタイプ構成の好みを観察しました。特に、腫瘍、隣接組織、末梢血における NK 細胞サブタイプの分布には有意な違いが示されました。研究者らは、高度なバイオインフォマティクス技術を使用して、RGS1 遺伝子が非血液 NK 細胞で高度に発現していることを突き止めました。転写レベルでは、RGS1 は従来の組織常駐マーカーと比較して、顕著な特異性と感度を示します。
研究者らは、腫瘍の微小環境を調査することにより、腫瘍の問題が非常に豊富に存在する DNAJB1+CD56dimCD16hiNK 細胞のグループを発見しました。このグループの分析により、細胞毒性の低下、抑制性受容体の増加、ストレス関連タンパク質のレベルの上昇を伴う機能不全の表現型が明らかになりました。このサブタイプは「腫瘍関連NK細胞」（TaNK細胞）と呼ばれ、NK細胞の存在量が多いほどがん患者にとって有益であるという従来の理解を覆すものである。対照的に、TaNK 細胞はさまざまな種類の癌における予後不良と強い関連性を示し、免疫療法に対して顕著な耐性を示します。
さらに、研究者らは、LAMP3+ 樹状細胞 (DC) が NK 細胞機能の重要な調節因子であることを発見しました。空間分布データ分析により、LAMP3+DC の近くに位置する NK 細胞は細胞傷害活性が減弱していることが示されました。この観察は、LAMP3+DC が腫瘍微小環境における NK 細胞機能に異常な調節を及ぼす可能性があることを示唆しています。