Tumor-associated senescent macrophages, their markers and their role in the tumor microenvironment (review)

Full Text

Принятые сокращения: BMDM – макрофаги, полученные из предшественников костного мозга; LCCM-BMDM – макрофаги, полученные из костного мозга мыши путем культивирования с кондиционной средой от фибробластов L929; M-CSF-BMDM – макрофаги, полученные из костного мозга мыши путем культивирования с рекомбинантным M-CSF; OXPHOS – окислительное фосфорилирование; TAM – макрофаги, ассоциированные с опухолью; TLR – toll-подобные рецепторы; TME – микроокружение опухоли; SASP – секреторный фенотип, ассоциированный со старением; SCA – анализ транскриптома одиночных клеток.

Введение

Микроокружение опухоли (от англ. tumor microenvironment, TME) представляет собой сложную гетерогенную систему, включающую иммунные клетки, эндотелиальные и стромальные клетки, а также внеклеточный матрикс [1–7]. Недавние исследования с помощью анализа транскриптома одиночных клеток (от англ. single-cell analysis, SCA) показали, что до 90% клеток в микроокружении опухоли могут быть не трансформированы [8]. Состав TME варьирует в зависимости от типа и стадии опухоли; органа, в котором возникает первичный очаг; факторов, экспрессируемых опухолевыми клетками, и анамнеза пациента [9].

В последнее время все больше внимания уделяют влиянию клеточного старения или так называемого состояния сенесцентности (от англ. senescence) на рост и развитие опухоли [10]. Фенотип сенесцентных клеток гетерогенен и зависит от типа клеток, подверженных сенесцентности, и факторов, вызвавших данное состояние. Сенесцентность характеризуется, как правило, необратимой остановкой клеточного цикла, повышенной активностью лизосом, устойчивостью к апоптотическим стимулам, увеличением гликолиза, повышенным количеством повреждений ДНК, а также повышенной секрецией хемокинов, цитокинов и факторов роста, объединенных под общим названием «секреторный фенотип, ассоциированный со старением» (от англ. senescence-associated secretory phenotype, SASP). Паракринно влияя на окружающие клетки, SASP может способствовать инициации эпителиально-мезенхимального перехода [11, 12], приобретению клетками плюрипотентности (стволовости) [13, 14], локальной инвазии тканей [15], ангиогенезу [16], активации фибробластов [17], иммуносупрессии [18, 19], усиленному метастазированию [20] и резистентности к терапии [21].

Исходя из вышеперечисленных функций, для детекции сенесцентных клеток наиболее часто используются такие маркеры, как повышенная экспрессия ингибиторов клеточного цикла, p16INK4 и p21cip1 [22]; увеличенная активность связанной со старением лизосомальной β-галактозидазы [23]; большее, по сравнению с остальными клетками, количество фосфорилированной формы гистона Н2АХ, отражающей наличие повреждений в ДНК; цитокины, характеризующие SASP, например, IL-6 [24]. Следует отметить, что на сегодняшний день не существует единого уникального маркера сенесцентности, и часто для подтверждения данного фенотипа клеток используется одновременно несколько методов.

Помимо спонтанного старения, в TME часто встречается старение, индуцируемое терапией. Различные исследования показали, что классическая цитотоксическая терапия, таргетная терапия и иммунотерапия также могут индуцировать клеточное старение [25]. Под воздействием этих факторов все типы клеток TME могут подвергаться сенесцентности и влиять на опухолевые клетки. Однако особый интерес в контексте сенесцентности представляют макрофаги, ассоциированные с опухолью (от англ. Tumor-associated macrophages, ТАМ), играющие важную роль в TME и составляющие наиболее распространенную популяцию иммунных клеток, инфильтрирующих опухоль [26]. Как клетки иммунной системы, они во многом определяют иммунный ландшафт ТМЕ и могут способствовать прогрессированию заболевания [8]. Так, было показано, что наличие сенесцентных ТАМ в опухоли ассоциировано с плохим прогнозом течения болезни и эффективности терапии [27–29]. Несмотря на то что удаление или репрограммирование сенесцентных ТАМ представляется перспективным подходом к повышению эффективности терапии онкологических заболеваний, до последнего времени практически отсутствовали сведения о фенотипе, характерном для сенесцентных макрофагов в TME, и молекулярных механизмах, лежащих в основе его формирования. Таким образом, своевременным представляется обсуждение прогресса в данной области, связанного с активным поиском универсальных маркеров для сенесцентных TAM и появлением в последние годы новых моделей для определения биологических эффектов данной субпопуляции клеток на рост и развитие опухоли.

Сенесцентные макрофаги в опухоли

Как и другие типы клеток микроокружения опухоли, TAM могут подвергаться сенесцентности, однако потенциальные биологические механизмы появления сенесцентных макрофагов в опухоли и их прогностическая ценность в значительной степени неизвестны [28]. Сложность в изучении данного вопроса связана с тем, что фенотип макрофагов in vivo и in vitro при одном и том же типе опухоли может сильно различаться. Кроме того, гетерогенность механизмов и плейотропность медиаторов сенесцентности при опухолевых заболеваниях дополнительно осложняются генетическим разнообразием опухолей человека и сложными взаимодействиями между опухолевыми клетками и клетками их микроокружения в процессе онкогенеза [30]. При этом клетки ТМЕ также могут иметь очень гетерогенный фенотип. Так, макрофаги in vivo характеризуются большим спектром субпопуляций, среди которых важной в терапевтическом плане представляется субпопуляция сенесцентных макрофагов. Ниже будут суммированы особенности сенесцентных макрофагов, которые в своей совокупности позволяют отличить данный тип клеток от других субпопуляций макрофагов (рисунок).

 

Потенциальные маркеры для сенесцентных TAM. Слева обозначены более универсальные маркеры, встречающиеся в разных моделях опухолевого генеза; справа обозначены маркеры, охарактеризованные для TAM рака легкого. Для сенесцентных TAM характерно совместное увеличение экспрессии ингибиторов циклин-зависимых киназ p16INK4 и/или p21cip1, аргиназы (Arg1), CD206, CXCR1, CD38; увеличенный метаболизм аргинина и увеличенный гликолиз. SASP сенесцентных TAM характеризуется такими секретируемыми молекулами, как TGF-β, IL-10, IL-6, TNF, IL-1β, MMP12, TIMP2, CXCL12, CXCL13, HGF. В модели рака легкого путем секвенирования на уровне одиночных клеток были выявлены специфические маркеры, характерные для сенесцентных TAM в легких: Bmp2, Ccl2, Ccl7, Ccl8, Ccl24, Cxcl13 и Il10. Маркеры Abca1, Fizz1, Rack1, Mcp-1, Cd40, Cox2. Создано с помощью BioRender.com

 

Фенотип сенесцентных TAM. Наиболее подробно описаны и изучены на сегодняшний день такие субпопуляции TAM, как провоспалительные М1-подобные и иммуносупрессивные М2-подобные макрофаги (подробнее М1- и М2-макрофаги обсуждаются в статье Юраковой и др. [31] в этом номере журнала «Биохимия»). Фенотип сенесцентных макрофагов в микроокружении опухоли нельзя отнести ни к традиционному, характерному для М2 (высокая экспрессия Arg1), ни к М1 (высокая экспрессия iNOS) классу поляризации. Макрофаги в TME могут иметь различный фенотип, обусловленный типом опухоли, проведенным лечением и конкретной клинической картиной [32]. Таким образом, актуальной задачей представляется поиск специфических маркеров, которые позволили бы селективно отделить сенесцентные макрофаги от других TAM для разработки терапии, направленной на данную популяцию клеток. В табл. 1 обобщены имеющиеся данные и сравниваются маркеры, характерные для сенесцентных и М1/М2-макрофагов [33].

 

Таблица 1. Сравнение маркеров, характерных для M1/M2- и сенесцентных макрофагов

Маркеры	M1 [34–37]	M2a [8, 34, 37, 38]	M2b [38, 39]	M2c [38, 40]	M2d [38, 41–43]	Сенесцентные макрофаги [8, 44–53]
TNF, IL-6	+	–	+	–	–	+
IL-10	–	+	+	+	+	+
TGF-β	–	+	–	+	–	+
IL-1	+	–	+	–	–	+
CD206	–	+	–	–	–	+
ARG1	–	+	–	+	+	+
iNOS	+	+	–	–	+	+/–
MHC-II, CD80	+	–	–	–	–	+/–
СD163	–	+	+	–	–	+
CD38	+	–	–	–	–	+
Экспрессия TLR-рецепторов	TLR2/4	–	–	TLR1/8	–	снижается экспрессия всех TLR

 

Старение сопровождается системным хроническим воспалением, которое характеризуется повышением экспрессии компонентов SASP: провоспалительных цитокинов IL-1α, IL-6 и TNF, С-реактивного белка, матриксных металлопротеиназ MMP-3 и MMP-9, модулирующих внеклеточный матрикс, а также хемокинов CXCL-1 и CXCL-10, привлекающих нейтрофилы и моноциты соответственно [46, 54]. Все эти факторы могут влиять на опухолевые клетки и микроокружение. В недавнем систематическом обзоре Moss et al. [55] пришли к выводу, что маркеры провоспалительных (M1) макрофагов, включая CD11c, iNOS, MHC-II и CD80, чаще повышались с возрастом, однако остается невыясненным, как это соответствует картине в опухолевом микроокружении.

Другая часть данных сосредоточена на том, что сенесцентные макрофаги имеют M2-подобный фенотип. Считается, что макрофаги с М2-поляризацией демонстрируют повышенную экспрессию аргиназы-1 (Arg1), вовлеченной в метаболизм аргинина [33], и способствуют развитию немелкоклеточного рака легкого, а их присутствие в микроокружении коррелирует со снижением выживаемости пациентов, увеличением метастазирования и усиленной пролиферацией опухолевых клеток [56, 57]. Кроме того, М2-подобным, иммуносупрессивным фенотипом обладают и стареющие ТАМ, что было показано в нескольких работах [8, 34, 37–43]. В результате транскриптомного анализа одиночных клеток образцов пациентов с рефрактерным раком мочевого пузыря [27] были определены кластеры генов, экспрессирующихся в сенесцентных макрофагах. Среди этих генов был выделен трансформирующий фактор роста бета (TGF-β), характерный для иммуносупрессивного окружения в опухоли. Также была отмечена альдокеторедуктаза B (AKR1B1), играющая важную роль в воспалении и метаболизме различных химиотерапевтических препаратов, а также в клеточной дифференцировке, пролиферации и апоптозе [28, 58].

Как у людей, так и у мышей сенесцентные ТАM демонстрируют снижение экспрессии молекул главного комплекса гистосовместимости (МНС-II) и экспрессии toll-подобных рецепторов (TLR) [52], что сопровождается снижением фагоцитарной активности [59], эффероцитоза и аутофагии [46]. Это тоже характеризует стареющие макрофаги как более иммуносупрессивные клетки, несмотря на повышенную экспрессию SASP.

Также стоит обратить внимание на потенциально новые маркеры сенесцентности макрофагов (ABCA1, FIZZ1, RACK1, MCP-1, CD40, COX2), упомянутые в недавнем систематическом обзоре Moss et al. [55]. Возможно, что эти маркеры также играют определенную роль в сенесцентности TAM. Несмотря на то что не существует уникального маркера для идентификации стареющих клеток, повышенная экспрессия ингибиторов циклин-зависимых киназ p16INK4a и p21cip1 уже давно используется в качестве маркера стареющих клеток in vitro и in vivo как в мышиных, так и в человеческих моделях [48, 60, 61], в том числе и для макрофагов [49, 50, 62].

Метаболизм сенесцентных TAM. Помимо фенотипических характеристик, необходимо учитывать функциональные и метаболические характеристики стареющих макрофагов. Одна из особенностей сенесцентных клеток – сохранение метаболической активности для поддержания программы SASP и других специфических функций, несмотря на остановку клеточного цикла [63]. Как правило, в сенесцентных иммунных клетках происходит накопление дисфункциональных митохондрий, задействуется гликолиз вместо окислительного фосфорилирования (от англ. оxidative phosphorylation, OXPHOS), что приводит к несбалансированному биоэнергетическому состоянию [64].

Похожие метаболические адаптации характерны для провоспалительных М1-макрофагов, которые в основном используют гликолиз и демонстрируют сниженный OXPHOS, в то время как альтернативно активированные M2-макрофаги в основном зависят от OXPHOS [65, 66]. С функциональной точки зрения повышенный метаболизм глюкозы в TAM необходим для синтеза различных молекул, входящих в SASP, в том числе он способствует повышенной секреции катепсина-В макрофагами и прогрессированию опухоли [63, 67, 68]. Интересно отметить, что метаболические адаптации других типов сенесцентных клеток могут отличаться от адаптаций сенесцентных TAM. Например, для сенесцентных эндотелиальных клеток [69], гепатоцитов [70, 71], β-клеток при диабете [72, 73], гемопоэтических стволовых клеток [74] характерно увеличение окислительного фосфорилирования. Однако для сенесцентных макрофагов более характерно увеличение гликолиза. Ингибирование данного метаболического пути может быть потенциальным подходом к сенолитической терапии [75].

Никотинамидадениндинуклеотид (NAD) представлен в организме в окисленном (NAD+) и восстановленном состоянии (NADH). NAD – важный окислительно-восстановительный кофермент, который играет одну из ключевых ролей в энергетическом метаболизме [76], а также является субстратом для сиртуинов, PARP1 и эктоферментов CD38 и CD157 [77]. Неоднократно было показано, что уровень NAD+ снижается с возрастом [78]. Более того, было показано, что для моноцитов и макрофагов пожилых людей характерно снижение дыхательной способности из-за недостаточного уровня NAD [64].

Активация CD38 в процессе старения может усилить передачу сигнала NF-κB в макрофагах [53, 79], что способствует индукции экспрессии факторов SASP [80]. Факторы SASP, такие как IL-6, секретируемые в микроокружении опухоли, могут активировать экспрессию CD38 в макрофагах [63]. Эктоферменты CD38 и CD157, в свою очередь, могут гидролизовать NAD+ в опухолевых тканях и высвобождать внеклеточный аденозин, который участвует в иммуносупрессии [81]. Следовательно, стареющие клетки, экспрессирующие CD38, могут вызывать потерю NAD+, что может приводить к увеличению количества стареющих клеток посредством влияния факторов SASP по принципу положительной обратной связи.

Сигналинг NF-κB и митохондриальный Ca2+ (mCa2+) играют важную роль в регуляции воспалительного ответа, индукции фенотипа SASP и поляризации макрофагов [82]. Связь между сигналингом NF-κB и метаболизмом кальция была обнаружена при анализе 700 транскриптомов человека. В результате анализа было выявлено, что возраст коррелирует с экспрессией генов митохондриального кальциевого транспортера (MCU) и его регуляторной субъединицы MICU1. Эти гены играют важную роль в передаче сигналов mCa2+ [47].

Влияниe сенесцентных TAM на прогрессию опухоли

В работах последнего года было продемонстрировано патогенное влияние сенесцентных макрофагов на рост и развитие опухолей в моделях немелкоклеточного рака легкого. Haston et al. [8] была создана мышиная модель p16-FDR, которая позволила обнаружить, что TAM и в меньшей степени эндотелиальные клетки – это основной пул сенесцентных клеток, населяющих KRAS-индуцированные опухоли легкого. Показано, что удаление p16INK4a+ сенесцентных клеток с помощью сенолитических подходов может увеличить продолжительность жизни мышей и задерживать рост опухоли [8, 83]. Сенесцентные TAM в модели p16-FDR демонстрировали фенотип CD206+p16INK4a+, а также экспрессировали мРНК генов, кодирующих множество опухоль-стимулирующих факторов SASP, которые оказались уникальными в опухолях, формирующихся в легких (Bmp2, Ccl2, Ccl7, Ccl8, Ccl24, Cxcl13 и Il10), и не характерными для ранее описанных классических факторов SASP, таких как Tnf, Mcp1, Il6, Il1b, Il7, Mmp12, Timp2, Cxcl-12/13, Hgf [8, 50, 51]. Работа Haston et al. [8] стала ключевой в области сенесцентных макрофагов в опухоли, поскольку до этого было не до конца понятно, действительно ли макрофаги обладают свойствами сенсцентности. Интересно, что аналогичный фенотип макрофагов, который наблюдался в KRAS-индуцированных опухолях легких у мыши, был также выявлен у пожилых мышей в возрасте 20–22 месяца.

В работе Prieto et al. [29] использовали ранее созданную трансгенную линию мышей (INK-ATTAC), в которых авторы методом SCA обнаружили популяцию сенесцентных альвеолярных макрофагов SIGLEC+p16INK4a+CXCR1high, локализующихся в тканях старых мышей и в опухолевых очагах в легких. Субпопуляция SIGLEC+p16INK4a+CXCR1high способствовала образованию аденом и ингибировала пролиферацию и инфильтрацию опухоли CD8+ лимфоцитами. Специфическое удаление сенесцентных клеток p16INK4a+ в модели INK-ATTAC предотвращало негативные эффекты, опосредованные стареющими клетками в TME, и задерживало онкогенез у KRAS-мышей [29].

Работы Prieto et al. [29] и Haston et al. [8] демонстрируют, что стратегия удаления сенесцентных макрофагов из TME имеет противоопухолевый потенциал. Данный подход может быть предложен в качестве вспомогательной терапии при лечении онкологических заболеваний.

В качестве препаратов для селективного удаления сенесцентных клеток предлагается использовать новый класс лекарственных средств – сенолитики (от англ. senolytics: senile – дряхлый; lytic – разрушающий). Сведения о наиболее популярных и широко используемых в настоящее время сенолитиках приведены нами в табл. 2. Некоторые из них уже одобрены в клинике в качестве терапии для лечения различных заболеваний, поэтому их репозиционирование с целью сенолитической терапии может занять короткое время, и в ближайшее годы такие препараты можно будет применять для репрограммирования опухолевого окружения у онкологических больных.

 

Таблица 2. Основные сенолитики, используемые в настоящее время

Сенолитик/Сеноморфик	Действие	Влияние на сенесцентные макрофаги	Ссылки
Дазатиниб + Кверцитин	ингибиторы Src/Abl HIF-1α, PI3-киназа	оказывает	[84, 85]
ABT-263 (Навитоклакс)	ингибиторы белков семейства Bcl-2	оказывает	[86]
ABT-737	ингибиторы белков семейства Bcl-2	оказывает	[8]
Венетоклакс	белки семейства Вcl-2	не изучалось	[87]
Физетин	каскад PTEN/mTor	оказывает	[88]
SR12343	ингибитор NF-κB	не изучалось	[89, 90]
Апигенин	IRAK1/IκBα/NF-κB	не изучалось	[91, 92]
Сердечные гликозиды	преимущественно ингибиторы Na+/K+-ATPase	не изучалось	[93–95]

 

Разнообразие моделей для исследования сенесцентных TAM

В заключительном разделе обзора мы считаем важным обобщить существующие подходы моделирования TAM и обсудить, какие из них могут быть применимы для моделирования сенесцентных TAM. Так, в литературе встречаются следующие in vitro подходы: ассоциация первичных макрофагов или клеточных линий путем добавления кондиционной среды от опухолевых клеток [96], кокультивирование, культивирование в системе transwell [33, 97], выделение TAM непосредственно из опухолевой ткани и их последующее культивирование in vitro [98–100].

Человеческие TAM in vitro. Наиболее распространенный подход основан на использовании трансформированных моноцитарных линий человека, таких как THP-1 и U937, после стимуляции форбол-миристат-ацетатом. Полученные макрофаги культивируются с кондиционной средой от опухолевых клеток [101], иногда дополнительно используются факторы, способствующие развитию M2-подобного фенотипа (IL-4 и IL-10) [102]. Данный подход помогает стандартизировать модель, однако для исследования сенесцентных TAM имеет ряд недостатков, а именно изначальное праймирование клеток в сторону M2-подобного фенотипа, что ограничивает возможность отслеживания изменений в транскрипционном и метаболическом профиле в конкретной модели в ответ на ассоциацию с опухолью и последующую индукцию старения.

Другой способ для создания TAM человека основан на получении предшественников макрофагов из периферической крови человека путем культивирования в присутствии человеческого гранулацитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора (GM-CSF) и последующей активацией IFN-g и липополисахаридом (LPS) для M1, тогда как для получения М2 и TAM макрофаги дифференцируют в среде, содержащей человеческий макрофагальный колониестимулирующий фактор (M-CSF) с последующей стимуляцией IL-4 [103].

Интересно, что 2D in vitro система, где TAM получены путем добавления кондиционной среды от опухолевых клеток непосредственно к макрофагам, часто оказывается недостаточной, чтобы детектировать изменения, связанные с сенесцентными макрофагами. Так, например, только совместное культивирование макрофагов с опухолевыми клетками в работе Enukashvily et al. [104] позволило детектировать транскрипцию перицентромерных сателлитных повторов HS2/HS3, которые, вероятно, ассоциированы со старением. Данные отличия демонстрируют важность прямых межклеточных контактов между клетками микроокружения и клетками опухоли, что также важно учитывать при выборе модели ТАМ.

Мышиные TAM in vitro. На наш взгляд, in vitro модели TAM человека и мыши имеют ряд важных принципиальных отличий. Так, основной подход для получения мышиных TAM in vitro основан на использовании макрофагов, дифференцированных из клеток костного мозга (от англ. bone marrow-derived macrophages, BMDM). При моделировании TAM в литературе встречаются два возможных способа дифференцировки макрофагов: (1) путем добавления мышиного M-CSF (M-CSF-BMDM); (2) путем добавления кондиционной среды от клеточной линии L929 (LCCM) (LCCM-BMDM) [33]. Помимо M-CSF, LCCM содержит химерин (Rarres2), фактор, ингибирующий миграцию макрофагов (Mif), остеопонтин, Ccl7, Ccl2, Cxcl1, Cx3cl1, Ccl9, Gerem1, трансформирующий фактор роста β (Tgf-β) [105]. Макрофаги, полученные этими двумя способами, различаются по ряду показателей, что было описано ранее, причем как при стимуляции LPS, так и в неактивированном состоянии. LCCM-BMDM при стимуляции LPS секретируют Tnf, Il-6 и Il-12 на более низком уровне, по сравнению с M-CSF-BMDM, и демонстрируют увеличение показателей гликолиза, имеют увеличенную массу митохондрий с более высоким процентом дисфункциональных митохондрий. Также была продемонстрирована секреция Il-10 в неактивированном состоянии LCCM-BMDM по сравнению с M-CSF-BMDM [106]. Это важно учитывать при работе с моделью сенесцентных TAM in vitro, поскольку увеличение экспрессии Il10 при воспалительных процессах в макрофагах описано как одно из изменений, связанных со старением [55].

Модели изучения взаимодействия TAM с опухолевым микроокружением in vitro, несмотря на некоторую искусственность, обладают и рядом очевидных преимуществ. Так, например, менее трудоемкое моделирование эксперимента, дешевизна и возможность проводить высокопроизводительные скрининги больших библиотек химических соединений с целью поиска новых лекарственных средств, позволяющих снижать негативные свойства TAM и увеличивать их противоопухолевую активность.

В последние годы динамично развиваются исследования опухолевого микроокружения с помощью культивирования опухолевых органоидов. Данный подход занимает промежуточное положение между исследованиями роли TAM in vitro и in vivo, оставаясь простым и относительно дешевым протоколом, но при этом эффективно моделирует сложные трехмерные взаимодействия TAM с внеклеточным матриксом и с разнообразными типами клеток в TME [107]. В связи с прогрессом, намечающимся в этой области, ожидается, что в ближайшие годы экспериментальные протоколы культивирования органоидов получат широкое распространение.

Изучение TAM in vivo. Эталоном в области изучения TAM остается использование моделей онкогенеза на лабораторных животных, в первую очередь на мышиных моделях. Усиленный успехами в области секвенирования на уровне одиночных клеток (SCA) и данными SCA о различных сигнатурах TAM, полученных ex vivo из биоптатов пациентов с онкологией, такой подход позволяет добиться наиболее точных результатов и расширить наши познания о роли макрофагов на различных этапах онкогенеза [108–111]. В разделе, посвященному влиянию сенесцентных TAM на прогрессию опухоли, мы уже обсудили успешные примеры создания и использования in vivo моделей для изучения сенесцентных TAM [29]. Данные по характеристикам этих мышиных моделей и ряда других перспективных моделей in vivo для изучения сенесцентности собраны нами в табл. 3. Представленная таблица может помочь заинтересованным исследователям с выбором наиболее подходящей экспериментальной модели [8, 29, 48, 62, 98–100, 112, 113].

 

Таблица 3. Мышиные модели для изучения сенесцентности

Название мышиной модели	Описание	Репортерная система/ (цвет сенесцентных клеток)	Система для удаления сенесцентных клеток	Индуцируемость системы	Ссылки
p16-3MR	ВАС трансген; репортерная кассета под регуляцией промотора р16INK4a	Luciferase/mRFP (красный, ex584/em607)	HSV-TK + + ганцикловир	только удаление клеток – ганцикловир	[114]
p16-Cre и p16-CREERt2	геномный Knock-in кассеты в последний экзон р16INK4a после СТОП-кодона	Rosa26-mTmG (зеленый, ex484/em510)	Rosa26-lsl-DTA	тамоксифен для p16-CREERt2	[62]
р16Ink4a-CreERT2	геномный Knock-in гена CreERT2 в первый экзон р16INK4a	Rosa26-CAG-lsl-tdTomato (оранжевый, ex554/em581)	Rosa26-SA-lsl-DTR-IRES-tdTomato	тамоксифен; тамоксифен + дифтерийный токсин	[115]
p21-Cre	attP трансген; репортерная кассета под регуляцией минимального промотора р21cip1 p21-CreERT2-IRES-GFP	Rosa26-CAG-lsl-tdTomato (оранжевый, ex554/em581); или (зеленый, ex484/em510)	Rosa26-lsl-LUC /Rosa26-lsl-DTA	тамоксифен	[48]
INK-ATTAC	трансген; репортерная кассета под регуляцией минимального промотора р16INK4a	FKBP–Casp8-IRES-EGFP (зеленый, ex488/em507)	FKBP–Casp8	только удаление клеток – AP20187	[29, 116]
p16-FDR	геномный Knock-in кассеты в последний экзон р16INK4a после СТОП-кодона; P16-P2A-FLPo-P2A-DTR-mCherry	Rosa26 frt-STOP-frt-EGFP (зеленый, ex488/em507) или DTR-mCherry (красный, ex587/em610)	DTR-mCherry	только удаление клеток – дифтерийный токсин	[8]

Примечание. HSV-TK – ген тимидинкиназы вируса простого герпеса; DTA – ген дифтерийного токсина А; DTR – ген рецептора дифтерийного токсина; FLPo – ген оптимизированной флиппазы-рекомбиназы; mTmG – loxP-tdTomato-STOP-loxP-GFP; FKBP–Casp8 – ген FK506, кодирующий белок, cвязывающий каспазу 8.

 

Заключение

Приобретение клетками опухолевого микроокружения, включая ТАM, состояние сенесцентности может оказывать значительное влияние на прогрессию опухоли и ее устойчивость к современным протоколам противоопухолевой терапии. Сенесцентная модальность ТАМ не вписывается полностью в существующие на сегодняшний день функциональные классификации макрофагов, такие как поляризация М1/М2. Экспоненциально увеличивающееся количество работ, посвященных анализу опухолевого микроокружения на уровне одиночных клеток, а также создание в последние годы упомянутых в нашей статье усовершенствованных моделей для in vivo изучения сенесцентных TAM позволят в ближайшее время детально охарактеризовать данную субпопуляцию миелоидных клеток в опухолях и улучшить наше понимание роли сенесцентных TAM в онкогенезе. Мы надеемся, что обсуждаемый в этом обзоре прогресс в области методологии изучения сенесцентных TAM поможет читателю более рационально подойти к вопросам выбора правильного подхода при исследовании разнообразных аспектов опухолевого роста. Особого внимания, как отдельная популяция клеток, сенесцентные TAM заслуживают в связи с появлением в арсенале врачей нового класса лекарственных средств, сенолитиков, которые, изменяя соотношение сенесцентных клеток в опухолевом микроокружении, ограничивают их негативное воздействие и могут в значительной мере повысить эффективность различных методов лечения онкологических заболеваний.

Вклад авторов. Т.В. Пухальская – формулировка идеи статьи, написание текста, редактирование текста статьи, создание иллюстрации; Т.Р. Юракова – редактирование текста статьи; Д.А. Богданова – написание текста, редактирование текста статьи, создание иллюстрации; О.Н. Демидов – формулировка идеи статьи, написание текста, редактирование текста статьи.

Финансирование. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 19-75-20128). Работа Пухальской Т.В. и Богдановой Д.А. частично поддержана Министерством науки и высшего образования Российской Федерации (Соглашение № 075-10-2021-093; Проект НИР-ИМБ-2102).

Благодарности. Выражаем благодарность Друцкой Марине Сергеевне за ценные замечания и советы.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Соблюдение этических норм. Настоящая статья не содержит описания каких-либо исследований с участием людей или животных в качестве объектов.

About the authors

T. V. Pukhalskaia

Sirius University of Science and Technology; Engelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences; Institute of Cytology RAS

Email: Oleg.Demidov@u-bourgogne.fr
Russian Federation, 354340, Federal Territory Sirius, Sirius; 119991, Moscow; 194064, St. Petersburg

T. R. Yrakova

Engelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences

Email: Oleg.Demidov@u-bourgogne.fr
Russian Federation, 119991, Moscow

D. А. Bogdanova

Sirius University of Science and Technology; Institute of Cytology RAS

Email: Oleg.Demidov@u-bourgogne.fr
Russian Federation, 354340, Federal Territory Sirius, Sirius; 194064, St. Petersburg

О. N. Demidov

Sirius University of Science and Technology; Institute of Cytology RAS; Inserm UMR1231, Université de Bourgogne

Author for correspondence.
Email: Oleg.Demidov@u-bourgogne.fr
Russian Federation, 354340, Federal Territory Sirius, Sirius; 194064, St. Petersburg; 21000, Dijon, France

References

Supplementary files