한빛사논문
- 조회943
Cornell University, 현 Harvard Medical School / Massachusetts General Hospital
Sangwoo Park 1,2, Marshall J. Colville1,2, Justin H. Paek3, Carolyn R. Shurer2, Arun Singh 4, Erica J. Secor 5, Cooper J. Sailer 6, Ling-Ting Huang 2, Joe Chin-Hun Kuo2, Marc C. Goudge3, Jin Su5, Minsoo Kim7, Matthew P. DeLisa2, Sriram Neelamegham 4, Jan Lammerding 3,8, Warren R. Zipfel 1,3, Claudia Fischbach 3, Heidi L. Reesink5 & Matthew J. Paszek1,2,3
1Field of Biophysics, Cornell University, Ithaca, NY, USA.
2Robert Frederick Smith School of Chemical and Biomolecular Engineering, Cornell University, Ithaca, NY, USA.
3Nancy E. and Peter C. Meinig School of Biomedical Engineering, Cornell University, Ithaca, NY, USA.
4State University of New York, Buffalo, NY, USA.
5Department of Clinical Sciences, College of Veterinary Medicine, Cornell University, Ithaca, NY, USA.
6Department of Pathology, University of Rochester Medical Center, Rochester, NY, USA.
7Department of Microbiology and Immunology, David H. Smith Center for Vaccine Biology and Immunology, University of Rochester Medical Center, Rochester, NY, USA.
8Weill Institute for Cell and Molecular Biology, Cornell University, Ithaca, NY, USA.
Corresponding author : Correspondence to Matthew J. Paszek.
Abstract
Cancer cell glycocalyx is a major line of defence against immune surveillance. However, how specific physical properties of the glycocalyx are regulated on a molecular level, contribute to immune evasion and may be overcome through immunoengineering must be resolved. Here we report how cancer-associated mucins and their glycosylation contribute to the nanoscale material thickness of the glycocalyx and consequently modulate the functional interactions with cytotoxic immune cells. Natural-killer-cell-mediated cytotoxicity is inversely correlated with the glycocalyx thickness of the target cells. Changes in glycocalyx thickness of approximately 10 nm can alter the susceptibility to immune cell attack. Enhanced stimulation of natural killer and T cells through equipment with chimeric antigen receptors can improve the cytotoxicity against mucin-bearing target cells. Alternatively, cytotoxicity can be enhanced through engineering effector cells to display glycocalyx-editing enzymes, including mucinases and sialidases. Together, our results motivate the development of immunoengineering strategies that overcome the glycocalyx armour of cancer cells.
논문정보
- Research article
- 2024년 02월 (BRIC 등록일 2024-02-16)
- 국외 연구진
- 생명과학 > 구조생물 및 생물물리학
관련 웨비나
![암 세포의 Glycocalyx 생물리학적 장벽을 극복하는 면역 공학[Nat. Mater.]](/upload/board/files/onseminar/thumb/thumb_0000699.png)
학술웨비나
암 세포의 Glycocalyx 생물리학적 장벽을 극복하는 면역 공학[Nat. Mater.] 이 연구는 세포막에 존재하는 Glycocalyx의 생물리학적 특성과 면역세포와의 상호작용에 대한 연구입니다. Glycocalyx는 "sweet"을 의미하는 "glykys"와 "husk"을 의미하는 "halyx"의 합성어로, 세포를 둘러싸고 있는 끈끈한 당질 외피를 말합니다. 특히 암세포는 표면에 비교적 두꺼운 glycocalyx 장벽을 형성하여 면역세포의 암세포 인식을 방해합니다. 그러나 glycocalyx의 물리적 특성이 분자 수준에서 어떻게 조절되고 면역 회피에 기여하는지는 아직 완전히 밝혀지지 않았습니다. 또한, 이러한 면역 회피 메커니즘이 면역공학을 통해 극복될 수 있는지에 대한 문제가 남아 있습니다. 저희 연구에서는 암과 관련된 mucin의 발현과 glycosylation pattern이 glycocalyx의 나노 두께에 어떻게 기여하며 이를 통해 세포 독성 면역 세포와의 상호작용을 조절하는지를 조사했습니다. 또한, 우리는 세포 glycocalyx의 나노미터 수준의 물리적 크기와 구조적 조직을 이미지화하기 위해 Scanning Angle Interference Microscopy (SAIM)라는 간섭 기반의 이미징 도구를 개발했습니다. 이와 함께 genetic approach를 사용하여 암과 관련된 mucin의 표면밀도, glycosylation, mucin들의 crosslinking이 glycocalyx의 물리적 두께에 어떻게 기여하는지 밝혔고, 이 물리적 두께가 면역세포 공격에 대한 저항성에 미치는 영향을 분석했습니다. 결과적으로, glycocalyx의 물리적 두께와 면역세포 살상 기능 사이에 강력한 상호 관련성이 있음을 발견했습니다. 특히 자연살해세포 (Natural Killer cell)의 세포 독성은 표적 세포의 glycocalyx 두께와 거의 완벽한 역상관 관계를 보이며, 이는 glycocalyx의 물리적 특성이 암 면역 회피의 주요 결정 요인이 될 수 있음을 시사합니다. Chimeric Antigen Receptor (CAR)-NK 또는 CAR-T 세포에서도 유사한 관계를 발견했습니다. 더불어, 면역세포 공학을 통해 glycocalyx 편집 효소를 세포 표면에 도입하여 면역 세포가 glycocalyx 장벽의 침투를 개선하고 세포 독성을 향상시킬 수 있는 방법을 제안했습니다. 이러한 연구 결과는 암세포의 glycocalyx 장벽을 극복하는 면역공학 전략을 개발하는 데 동기를 부여합니다.- 박상우(Harvard Medical School / Massachusetts General Hospital)
댓글 작성 로그인
팝업 닫기관련 링크
관련분야 연구자보기
소속기관 논문보기
관련분야 논문보기
해당논문 저자보기
