リケラボ論文検索は、全国の大学リポジトリにある学位論文・教授論文を一括検索できる論文検索サービスです。

リケラボ 全国の大学リポジトリにある学位論文・教授論文を一括検索するならリケラボ論文検索大学・研究所にある論文を検索できる

リケラボ 全国の大学リポジトリにある学位論文・教授論文を一括検索するならリケラボ論文検索大学・研究所にある論文を検索できる

大学・研究所にある論文を検索できる 「マウス血管柄付リンパ節移植モデルにおける悪性黒色腫の動態と制御に関する研究」の論文概要。リケラボ論文検索は、全国の大学リポジトリにある学位論文・教授論文を一括検索できる論文検索サービスです。

コピーが完了しました

URLをコピーしました

論文の公開元へ論文の公開元へ
書き出し

マウス血管柄付リンパ節移植モデルにおける悪性黒色腫の動態と制御に関する研究

草島, 英梨香 北海道大学

2022.03.24

概要

【背景と目的】
術後リンパ浮腫に代表されるリンパ系機能不全は、生体における癌制御機構への悪影響が懸念される。近年、重症リンパ浮腫に対する新たな手術治療として、健常部位からリンパ節組織群を移植する血管柄付リンパ節移植(vascularized lymph node transfer; VLNT)の臨床的有用性が報告されている。VLNTは移植リンパ節を足場に局所のリンパ系ネットワークの再構築を促すことが知られ、リンパ浮腫の改善のみならず免疫能を改善させる効果も注目されているが、癌動態への影響を検討した報告は限られる。
 
そこで本研究では、マウスモデルを用いてVLNTが癌動態に及ぼす影響と移植リンパ節における腫瘍免疫能を評価することを目的とした。第一章では、リンパ節郭清(lymph node dissection; LND)群で増悪する癌の増殖・転移をVLNTによって抑制しうるかを検証した。特にVLNT後の輸入リンパ管の再疎通の有無に着目し、腫瘍制御能に差が出るかを評価した。第二章では、マウスVLNTモデルから派生させた血管柄が無いリンパ節移植(nonVLNT)モデルを作製し、移植リンパ節の血管柄の存在が腫瘍制御能に影響するかを評価した。

【材料と方法】
全ての実験で8週齢雄のC57BL/6Nマウスを用いた。第一章においてVLNTモデルは過去報告に準じ、左鼠径リンパ節を血管柄付で挙上し、左膝窩リンパ節摘出部に移行する手技によって作製した。また膝窩に皮膚切開のみを加えたコントロール群と、膝窩リンパ節郭清を施行したLND群を作製した。全群で術後3週目にインドシアニングリーン蛍光リンパ管造影による後肢リンパ流評価を行い、VLNT群は移植リンパ節への輸入リンパ管の再疎通の有無でVLNT(lr+; with lymphatic reconnection)群とVLNT(lr-; without lymphatic reconnection)群に最終群分けした。まずパイロット実験では、術後3週目以降12週目までの後肢リンパ流評価を行った。続いて本実験として、術後4週目に左足底にマウス悪性黒色腫細胞B16F10-luc2を4×105個移植し、経時的な腫瘍体積の測定と、ルシフェラーゼアッセイ法による肺およびリンパ節転移の定量評価を行った。また腫瘍移植後、転移成立前の移植リンパ節を摘出し、Hematoxylin and eosin染色と免疫組織化学染色によるリンパ節の観察と免疫細胞の分布・割合の評価を行った。
 
第二章において、VLNTモデルの派生として移植リンパ節への血管柄を切離したnonVLNTモデルを作製した。術後3週目に後肢リンパ流を評価し、移植リンパ節への輸入リンパ管の再疎通の有無でnonVLNT(lr+)群とnonVLNT(lr-)群に最終群分けした。第一章と同様に術後4週目に左足底にマウス悪性黒色腫細胞を移植し、肺・リンパ節転移の定量評価と、転移成立前の移植リンパ節の組織学的評価を行い、第一章で得られた結果と比較した。
 
腫瘍細胞は指数関数的な増殖を示すため、転移巣の定量評価において各値に自然対数変換処理をした後に統計解析を行った。原発巣体積、肺転移巣の定量評価、リンパ節における免疫細胞の評価にはDunnett’s検定を用いた。リンパ節転移巣の定量評価にはSteel-Dwass検定を用いた。両側P<0.05を統計学的有意水準とした。

【結果】
第一章において、パイロット実験ではVLNT群のうち62.5%に移植リンパ節への輸入リンパ管の再疎通を認めた。また術後3週目に確認された輸入リンパ管再疎通の有無やリンパ流うっ滞の所見は術後8週目にも持続していることを確認した。術後12週ではリンパ流の傾向に個体差が大きかった。本実験において、コントロール群、VLNT(lr+)群、VLNT(lr-)群ではLND群と比較し腫瘍体積が小さい傾向にあったが、有意差はなかった。転移巣評価では、腫瘍移植後4週目でLND群で肺転移、遠隔リンパ節転移を多く認めたが、VLNT(lr+)群ではコントロール群と同様に肺転移、遠隔リンパ節転移を有意に抑制した。一方でVLNT(lr-)群では明らかな転移抑制はみられなかった。またVLNT(lr+)群の移植リンパ節にはコントロール群の膝窩リンパ節と同程度の転移を認めたのに対し、VLNT(lr-)群では移植リンパ節への転移を認めず、上位リンパ節や通常転移しない腋窩リンパ節への転移を多く認めた。腫瘍移植後5週目では結果に明らかな有意差はなかった。腫瘍移植後4日目の移植リンパ節の免疫細胞評価では、VLNT(lr+)群で腫瘍移植によって樹状細胞の割合が有意に増加していた一方で、VLNT(lr-)群では増加していなかった。一方でT細胞およびB細胞の割合は全群で腫瘍移植によって増加している傾向がみられたが、有意差はなかった。

第二章において、術後3週目の後肢リンパ流評価では57.7%に移植リンパ節への輸入リンパ管の再疎通を認めた。nonVLNT(lr+)群では肺転移を抑制する傾向にあったが有意差を認めず、VLNT(lr+)群と比較すると転移量は多い傾向にあった。リンパ節転移の評価では、nonVLNT(lr+)群とnonVLNT(lr-)群ともに移植リンパ節とその上位リンパ節への転移を認めた。移植リンパ節の組織学的評価では、リンパ節に壊死などの所見を認めなかったが、第一章の結果と異なり輸入リンパ管再疎通のある群でも免疫細胞の増加を認めなかった。

【考察】
第一章において、VLNT後の輸入リンパ管再疎通の有無で肺や腋窩リンパ節などの遠隔転移の抑制効果に差が出た。また輸入リンパ管再疎通の起こらなかった群では局所リンパ系が正常に再構築されず、通常と異なるリンパ流路で転移が起きたと考えられた。VLNTによってリンパ系ネットワークが再構築されることで、局所における免疫細胞の輸送や活性化が可能となり、移植リンパ節において樹状細胞を介した腫瘍免疫応答が起こったものと考えられた。
 
第二章において、血管柄が無いリンパ節移植でもリンパ節は生着し、局所リンパ系を再構築できた。しかし輸入リンパ管再疎通があったnonVLNT(lr+)群で転移を抑制する傾向がみられたものの、その抑制効果はVLNT(lr+)群よりも乏しかった。移植リンパ節の一時的な乏血により免疫細胞の輸送が滞り、腫瘍免疫能が低下したことが推察された。

【結論】
VLNTによって移植リンパ節への輸入リンパ管の再疎通が起こることで、局所のリンパ系が再構築され、癌の遠隔転移が抑制された。移植リンパ節における腫瘍免疫能の発揮には輸入リンパ管の再疎通と血管柄の存在が重要と考えられた。

参考文献

Akita, S., Mitsukawa, N., Kuriyama, M., Kubota, Y., Hasegawa, M., Tokumoto, H., Ishigaki, T., Togawa, T., Kuyama, J., and Satoh, K. (2015). Comparison of vascularized supraclavicular lymph node transfer and lymphaticovenular anastomosis for advanced stage lower extremity lymphedema. Ann Plast Surg 74, 573-579.

Alitalo, K., Tammela, T., and Petrova, T.V. (2005). Lymphangiogenesis in development and human disease. Nature 438, 946-953.

Alitalo, K. (2011). The lymphatic vasculature in disease. Nat Med 17, 1371-1380. Aschen, S.Z., Farias-Eisner, G., Cuzzone, D.A., Albano, N.J., Ghanta, S., Weitman, E.S., Ortega, S., and Mehrara, B.J. (2014). Lymph node transplantation results in spontaneous lymphatic reconnection and restoration of lymphatic flow. Plast Reconstr Surg 133, 301-310.

Azhar, S.H., Lim, H.Y., Tan, B.K., and Angeli, V. (2020). The Unresolved Pathophysiology of Lymphedema. Front Physiol 11, 137.

Baumeister, R.G., Seifert, J., and Hahn, D. (1981). Autotransplantation of lymphatic vessels. Lancet 1, 147.

Becker, C., Assouad, J., Riquet, M., and Hidden, G. (2006). Postmastectomy lymphedema: long-term results following microsurgical lymph node transplantation. Ann Surg 243, 313-315.

Biswas, B., Dabkara, D., and Ganguly, S. (2017). In-transit metastases from malignant melanoma. Natl Med J India 30, 297.

Blum, K.S., Proulx, S.T., Luciani, P., Leroux, J.C., and Detmar, M. (2013). Dynamics of lymphatic regeneration and flow patterns after lymph node dissection. Breast Cancer Res Treat 139, 81-86.

Brown, M., Assen, F.P., Leithner, A., Abe, J., Schachner, H., Asfour, G., Bago- Horvath, Z., Stein, J.V., Uhrin, P., Sixt, M., et al. (2018). Lymph node blood vessels provide exit routes for metastatic tumor cell dissemination in mice. Science 359, 1408-1411.

Chandrasekaran, S., and King, M.R. (2014). Microenvironment of tumor-draining lymph nodes: opportunities for liposome-based targeted therapy. Int J Mol Sci 15, 20209-20239.

Chen, H.C., O'Brien, B.M., Rogers, I.W., Pribaz, J.J., and Eaton, C.J. (1990). Lymph node transfer for the treatment of obstructive lymphoedema in the canine model. Br J Plast Surg 43, 578-586.

Cheng, M.H., Chen, S.C., Henry, S.L., Tan, B.K., Lin, M.C., and Huang, J.J. (2013). Vascularized groin lymph node flap transfer for postmastectomy upper limb lymphedema: flap anatomy, recipient sites, and outcomes. Plast Reconstr Surg 131, 1286-1298.

Cheng, M.H., Huang, J.J., Wu, C.W., Yang, C.Y., Lin, C.Y., Henry, S.L., and Kolios, L. (2014). The mechanism of vascularized lymph node transfer for lymphedema: natural lymphaticovenous drainage. Plast Reconstr Surg 133, 192e-198e.

Cochran, A.J., Morton, D.L., Stern, S., Lana, A.M., Essner, R., and Wen, D.R. (2001). Sentinel lymph nodes show profound downregulation of antigen-presenting cells of the paracortex: implications for tumor biology and treatment. Mod Pathol 14, 604- 608.

Cochran, A.J., Huang, R.R., Lee, J., Itakura, E., Leong, S.P., and Essner, R. (2006). Tumour-induced immune modulation of sentinel lymph nodes. Nat Rev Immunol 6, 659-670.

Dadras, S.S., Paul, T., Bertoncini, J., Brown, L.F., Muzikansky, A., Jackson, D.G., Ellwanger, U., Garbe, C., Mihm, M.C., and Detmar, M. (2003). Tumor lymphangiogenesis: a novel prognostic indicator for cutaneous melanoma metastasis and survival. Am J Pathol 162, 1951-1960.

Girard, J.P., Moussion, C., and Forster, R. (2012). HEVs, lymphatics and homeostatic immune cell trafficking in lymph nodes. Nat Rev Immunol 12, 762-773.

Gould, D.J., Mehrara, B.J., Neligan, P., Cheng, M.H., and Patel, K.M. (2018). Lymph node transplantation for the treatment of lymphedema. J Surg Oncol 118, 736-742.

Gunn, M.D., Tangemann, K., Tam, C., Cyster, J.G., Rosen, S.D., and Williams, L.T. (1998). A chemokine expressed in lymphoid high endothelial venules promotes the adhesion and chemotaxis of naive T lymphocytes. Proc Natl Acad Sci U S A 95, 258-263.

Hassani, C., Tran, K., Palmer, S.L., and Patel, K.M. (2020). Vascularized Lymph Node Transfer: A Primer for the Radiologist. Radiographics 40, 1073-1089.

Hirakawa, S., Kodama, S., Kunstfeld, R., Kajiya, K., Brown, L.F., and Detmar, M. (2005). VEGF-A induces tumor and sentinel lymph node lymphangiogenesis and promotes lymphatic metastasis. J Exp Med 201, 1089-1099.

Hirakawa, S., Brown, L.F., Kodama, S., Paavonen, K., Alitalo, K., and Detmar, M. (2007). VEGF-C-induced lymphangiogenesis in sentinel lymph nodes promotes tumor metastasis to distant sites. Blood 109, 1010-1017.

Honkonen, K.M., Visuri, M.T., Tervala, T.V., Halonen, P.J., Koivisto, M., Lahteenvuo, M.T., Alitalo, K.K., Yla-Herttuala, S., and Saaristo, A.M. (2013). Lymph node transfer and perinodal lymphatic growth factor treatment for lymphedema. Ann Surg 257, 961-967.

Ishikawa, K., Sasaki, S., Furukawa, H., Nagao, M., Iwasaki, D., Saito, N., and Yamamoto, Y. (2013). Preliminary experience with intraoperative near-infrared fluorescence imaging in percutaneous sclerotherapy of soft-tissue venous malformations. Dermatol Surg 39, 907-912.

Ishikawa, K., Maeda, T., Funayama, E., Hayashi, T., Murao, N., Osawa, M., Furukawa, H., Oyama, A., and Yamamoto, Y. (2019a). Feasibility of pedicled vascularized inguinal lymph node transfer in a mouse model: A preliminary study. Microsurgery 39, 247-254.

Ishikawa, K., Funayama, E., Maeda, T., Hayashi, T., Murao, N., Osawa, M., Ito, R., Furukawa, H., Oyama, A., and Yamamoto, Y. (2019b). Changes in high endothelial venules in lymph nodes after vascularized and nonvascularized lymph node transfer in a murine autograft model. J Surg Oncol 119, 700-707.

Itano, A.A., and Jenkins, M.K. (2003). Antigen presentation to naive CD4 T cells in the lymph node. Nat Immunol 4, 733-739.

Ito, R., and Suami, H. (2014). Overview of lymph node transfer for lymphedema treatment. Plast Reconstr Surg 134, 548-556.

Kasprzak, A., Surdacka, A., Tomczak, M., and Konkol, M. (2013). Role of high endothelial postcapillary venules and selected adhesion molecules in periodontal diseases: a review. J Periodontal Res 48, 1-21.

Kawashima, Y., Sugimura, M., Hwang, Y.C., and Kudo, N. (1964). The lymph system in mice. Jap J Vet Res 12, 69-78.

Kim, M., Kim, S.W., Lee, S.U., Lee, N.K., Jung, S.Y., Kim, T.H., Lee, E.S., Kang, H.S., and Shin, K.H. (2013). A model to estimate the risk of breast cancer-related lymphedema: combinations of treatment-related factors of the number of dissected axillary nodes, adjuvant chemotherapy, and radiation therapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys 86, 498-503.

Kimura, T., Sugaya, M., Oka, T., Blauvelt, A., Okochi, H., and Sato, S. (2015). Lymphatic dysfunction attenuates tumor immunity through impaired antigen presentation. Oncotarget 6, 18081-18093.

Kwon, S., Agollah, G.D., Wu, G., and Sevick-Muraca, E.M. (2014). Spatio-temporal changes of lymphatic contractility and drainage patterns following lymphadenectomy in mice. PloS one 9, e106034.

Lahteenvuo, M., Honkonen, K., Tervala, T., Tammela, T., Suominen, E., Lahteenvuo, J., Kholova, I., Alitalo, K., Yla-Herttuala, S., and Saaristo, A. (2011). Growth factor therapy and autologous lymph node transfer in lymphedema. Circulation 123, 613- 620.

Leong, S.P., Nakakura, E.K., Pollock, R., Choti, M.A., Morton, D.L., Henner, W.D., Lal, A., Pillai, R., Clark, O.H., and Cady, B. (2011). Unique patterns of metastases in common and rare types of malignancy. J Surg Oncol 103, 607-614.

Maeda, T., Hayashi, T., Furukawa, H., Iwasaki, D., Ishikawa, K., Funayama, E., Murao, N., Osawa, M., Oyama, A., and Yamamoto, Y. (2018). Immune-mediated antitumor effect of a transplanted lymph node. Int J Cancer 143, 1224-1235.

Marshall, M.V., Rasmussen, J.C., Tan, I.C., Aldrich, M.B., Adams, K.E., Wang, X., Fife, C.E., Maus, E.A., Smith, L.A., and Sevick-Muraca, E.M. (2010). Near-infrared fluorescence imaging in humans with indocyanine green: a review and update. Open Surg Oncol J 2, 12-25.

Matsuno, K., Ueta, H., Shu, Z., Xue-Dong, X., Sawanobori, Y., Kitazawa, Y., Bin, Y., Yamashita, M., and Shi, C. (2010). The microstructure of secondary lymphoid organs that support immune cell trafficking. Arch Histol Cytol 73, 1-21.

Miranda Garces, M., Mirapeix, R., Pons, G., Sadri, A., and Masia, J. (2016). A comprehensive review of the natural lymphaticovenous communications and their role in lymphedema surgery. J Surg Oncol 113, 374-380.

Miranda Garces, M., Pons, G., Mirapeix, R., and Masia, J. (2017). Intratissue lymphovenous communications in the mechanism of action of vascularized lymph node transfer. J Surg Oncol 115, 27-31.

Miteva, D.O., Rutkowski, J.M., Dixon, J.B., Kilarski, W., Shields, J.D., and Swartz, M.A. (2010). Transmural flow modulates cell and fluid transport functions of lymphatic endothelium. Circ Res 106, 920-931.

Morton, D.L., Hoon, D.S., Cochran, A.J., Turner, R.R., Essner, R., Takeuchi, H., Wanek, L.A., Glass, E., Foshag, L.J., Hsueh, E.C., et al. (2003). Lymphatic mapping and sentinel lymphadenectomy for early-stage melanoma: therapeutic utility and implications of nodal microanatomy and molecular staging for improving the accuracy of detection of nodal micrometastases. Ann Surg 238, 538-549; discussion 549-550.

Murdaca, G., Cagnati, P., Gulli, R., Spano, F., Puppo, F., Campisi, C., and Boccardo, F. (2012). Current views on diagnostic approach and treatment of lymphedema. Am J Med 125, 134-140.

Nguyen, A.T., Suami, H., Hanasono, M.M., Womack, V.A., Wong, F.C., and Chang, E.I. (2017). Long-term outcomes of the minimally invasive free vascularized omental lymphatic flap for the treatment of lymphedema. J Surg Oncol 115, 84-89.

O'Melia, M.J., Lund, A.W., and Thomas, S.N. (2019). The Biophysics of Lymphatic Transport: Engineering Tools and Immunological Consequences. iScience 22, 28- 43.

Oashi, K., Furukawa, H., Nishihara, H., Ozaki, M., Oyama, A., Funayama, E., Hayashi, T., Kuge, Y., and Yamamoto, Y. (2013). Pathophysiological characteristics of melanoma in-transit metastasis in a lymphedema mouse model. J Invest Dermatol 133, 537-544.

Oliveira Gda, P., Girao, R.J., Soares, C.T., and Mello Junior, E.J. (2012). Multiple metastatic basal cell carcinoma with concurrent metastatic pleomorphic sarcoma in chronic lymphedema area--case report. An Bras Dermatol 87, 899-902.

Podgrabinska, S., Kamalu, O., Mayer, L., Shimaoka, M., Snoeck, H., Randolph, G.J., and Skobe, M. (2009). Inflamed lymphatic endothelium suppresses dendritic cell maturation and function via Mac-1/ICAM-1-dependent mechanism. J Immunol 183, 1767-1779.

Randolph, G.J., Angeli, V., and Swartz, M.A. (2005). Dendritic-cell trafficking to lymph nodes through lymphatic vessels. Nat Rev Immunol 5, 617-628.

Rockson, S.G. (2018). Lymphedema after Breast Cancer Treatment. N Engl J Med 379, 1937-1944.

Rofstad, E.K., Tunheim, S.H., Mathiesen, B., Graff, B.A., Halsor, E.F., Nilsen, K., and Galappathi, K. (2002). Pulmonary and lymph node metastasis is associated with primary tumor interstitial fluid pressure in human melanoma xenografts. Cancer Res 62, 661-664.

Rosen, S.D. (2004). Ligands for L-selectin: homing, inflammation, and beyond. Annu Rev Immunol 22, 129-156.

Ruocco, V., Schwartz, R.A., and Ruocco, E. (2002). Lymphedema: an immunologically vulnerable site for development of neoplasms. J Am Acad Dermatol 47, 124-127.

Saaristo, A.M., Niemi, T.S., Viitanen, T.P., Tervala, T.V., Hartiala, P., and Suominen, E.A. (2012). Microvascular breast reconstruction and lymph node transfer for postmastectomy lymphedema patients. Ann Surg 255, 468-473.

Saito, Y., Nakagami, H., Kaneda, Y., and Morishita, R. (2013). Lymphedema and therapeutic lymphangiogenesis. Biomed Res Int 2013, 804675.

Schiffman, S., and Berger, A. (2007). Stewart-Treves syndrome. J Am Coll Surg 204, 328.

Shesol, B.F., Nakashima, R., Alavi, A., and Hamilton, R.W. (1979). Successful lymph node transplantation in rats, with restoration of lymphatic function. Plast Reconstr Surg 63, 817-823.

Stacker, S.A., Williams, S.P., Karnezis, T., Shayan, R., Fox, S.B., and Achen, M.G. (2014). Lymphangiogenesis and lymphatic vessel remodelling in cancer. Nat Rev Cancer 14, 159-172.

Takada, K., and Jameson, S.C. (2009). Naive T cell homeostasis: from awareness of space to a sense of place. Nat Rev Immunol 9, 823-832.

Takeuchi, H., Kitajima, M., and Kitagawa, Y. (2008). Sentinel lymph node as a target of molecular diagnosis of lymphatic micrometastasis and local immunoresponse to malignant cells. Cancer Sci 99, 441-450.

Tammela, T., Saaristo, A., Holopainen, T., Lyytikka, J., Kotronen, A., Pitkonen, M., Abo-Ramadan, U., Yla-Herttuala, S., Petrova, T.V., and Alitalo, K. (2007).

Therapeutic differentiation and maturation of lymphatic vessels after lymph node dissection and transplantation. Nat Med 13, 1458-1466.

Tammela, T., Saaristo, A., Holopainen, T., Yla-Herttuala, S., Andersson, L.C., Virolainen, S., Immonen, I., and Alitalo, K. (2011). Photodynamic ablation of lymphatic vessels and intralymphatic cancer cells prevents metastasis. Science translational medicine 3, 69ra11.

Teoh, D., Johnson, L.A., Hanke, T., McMichael, A.J., and Jackson, D.G. (2009). Blocking development of a CD8+ T cell response by targeting lymphatic recruitment of APC. J Immunol 182, 2425-2431.

Tourani, S.S., Taylor, G.I., and Ashton, M.W. (2016). Vascularized Lymph Node Transfer: A Review of the Current Evidence. Plast Reconstr Surg 137, 985-993.

Wolvers, D.A., Coenen-de Roo, C.J., Mebius, R.E., van der Cammen, M.J., Tirion, F., Miltenburg, A.M., and Kraal, G. (1999). Intranasally induced immunological tolerance is determined by characteristics of the draining lymph nodes: studies with OVA and human cartilage gp-39. J Immunol 162, 1994-1998.

Zhu, Y., Zhao, T., Itasaka, S., Zeng, L., Yeom, C.J., Hirota, K., Suzuki, K., Morinibu, A., Shinomiya, K., Ou, G., et al. (2013). Involvement of decreased hypoxia- inducible factor 1 activity and resultant G1-S cell cycle transition in radioresistance of perinecrotic tumor cells. Oncogene 32, 2058-2068.

参考文献をもっと見る

全国の大学の
卒論・修論・学位論文

一発検索!

この論文の関連論文を見る