The Protumor Effect of CXCL10/CXCR3 Axis in Canine Mammary Gland Tumor

Abstract

Chemokine 과 Chemokine receptor는 암의 진행에 중요한 역할을 한다. CXCR3은 주로 T 세포에서 발현하는 chemokine receptor로 항암작용에 주로 관여한다. 이와 달리 종양세포에서 발현하는 CXCR3는 사람 유방암을 포함한 다양한 암에서 종양 증식 및 전이를 촉진한다. 인의 연구에서는 이러한 작용에 초점을 맞추어 CXCR3을 타겟으로 한 항암요법에 관한 연구가 진행 중에 있다. 그러나, 수의에서는 개 유선종양 조직에서 종양 악성도에 따른 CXCR3의 유전자 발현을 확인한 것 외에 연구된 바가 없다. 이에 따라 본 연구는 실제 종양세포 자체에서 CXCR3의 발현 및 CXCR3와 ligand가 종양세포에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 이 연구에서는 한 개체에서 각각 원발 병변, 전이병변에서 유래한 두가지 개 유선종양 세포주를 사용하였으며, ligand로 CXCL10를 사용하였다. 두 종양세포주에서 모두 CXCR3 발현이 확인되었으며, CIPp 보다 CIPm에서 CXCR3의 발현이 유의미하게 더 높게 나타났다. 또한 다른 GPCR의 기전과 유사하게, CXCL10를 농도 별, 시간 별로 처치 시 CXCR3가 내재화를 통해 표면 발현이 감소하는 것을 확인했다. 이러한 상호작용은 두 세포주 모두에서 종양 증식능 및 이동능을 향상시켰으며, 이때 AKT와 ERK 세포 하부 시그널이 관여하는 것을 확인했다. 본 연구는 개 유선종양세포에서 발현하는 CXCR3이 CXCL10와 결합하여 내재화를 통해 CXCL10/CXCR3 활성화를 유발하여 종양세포에서 증식 및 이동을 촉진한다는 것을 보여주었다. 이는 CXCR3이 개 유선종양세포의 진행을 조절하는 잠재적인 치료 타겟으로써 가치가 있음을 시사한다.

Chemokines and chemokine receptors play critical roles in cancer progression. CXCR3 is a chemokine receptor expressed in T cells, which mediates the anti-tumor effect. In contrast, CXCR3 in malignant cells promotes tumor proliferation and metastasis in human breast cancer. Little is known about the function of CXCR3 in canine mammary gland tumor (cMGT) cells. This study investigated the function of CXCR3 and its ligand, CXCL10, in cMGT cells. Two cMGT cell lines, CIPp (primary) and CIPm (metastatic) were used for the study. To determine the cellular effect of interaction between CXCL10 and CXCR3, we assessed cell proliferation and migration potential. Moreover, we investigated the underlying molecular mechanism of the CXCL10/CXCR3 axis. Compared to CIPp cells, the CXCR3 expression level was significantly higher in CIPm cells. Similar to other G protein-coupled receptor mechanisms, CXCL10 induced CXCR3 internalization in both cell lines. Treatment with CXCL10 resulted in enhanced proliferation and migration and increased phosphorylated AKT1 and ERK levels. This study revealed that ligand binding caused CXCR3 internalization and activation of the CXCL10/CXCR3 axis, promoting proliferation and migration in cMGT cells. The data suggest that CXCR3 could be a potential therapeutic target to regulate cMGT progression.