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Wissenschaftliche Berichte Band 13, Artikelnummer: 12732 (2023) Diesen Artikel zitieren

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Chronische Entzündungen sind ein wesentlicher Faktor bei der Entwicklung von Adenokarzinomen des Ösophagus (EAC) und Plattenepithelkarzinomen des Ösophagus (ESCC), obwohl letzteres nicht mit einer Refluxösophagitis in Verbindung gebracht wurde. Die transgenen L2-IL-1β-Mäuse, die menschliches Interleukin (IL)-1β im oralen, ösophagealen und Vormagen-Plattenepithel exprimieren, weisen eine chronische Entzündung und eine schrittweise Entwicklung von Barrett-Ösophagus-ähnlicher Metaplasie, Dysplasie und Adenokarzinom an der Plattenepithel-Säulen-Verbindung auf. Die funktionellen Folgen einer IL-1β-vermittelten chronischen Entzündung im oralen und ösophagealen Plattenepithel sind jedoch noch unklar. Wir berichten zum ersten Mal, dass die L2-IL-1β-Mäuse zusätzlich zu der zuvor beschriebenen Barrett-Ösophagus-ähnlichen Metaplasie auch eine Plattenepitheldysplasie mit Fortschreiten zum Plattenepithelkarzinom (SCC) in der Speiseröhre und der Zunge entwickeln. L2-IL-1β zeigte ein altersabhängiges Fortschreiten der Plattenepitheldysplasie zum Plattenepithelkarzinom mit einer Inzidenzrate von etwa 40 % (n = 49) bzw. 23,5 % (n = 17) für ösophageales und zungeninvasives Plattenepithelkarzinom im Alter von 12–15 Monaten. Interessanterweise waren die Entwicklung und das Fortschreiten des Plattenepithelkarzinoms bei L2-IL-1β sowohl unter keimfreien (GF) als auch unter spezifisch pathogenfreien (SPF) Bedingungen ähnlich. Die Immunhistochemie ergab ein T-Zell-dominantes Entzündungsprofil mit verstärkter Expression von Ki67, Sox2 und dem DNA-Doppelstrangbruchmarker γ-H2AX im dysplastischen Plattenepithel von L2-IL-1β-Mäusen. Proinflammatorische Zytokine, immunmodulatorische Akteure, Chemoattraktoren für Entzündungszellen (T-Zellen, Neutrophile, Eosinophile und Makrophagen) und der Marker für oxidativen Schaden, iNOS, waren im Speiseröhren- und Zungengewebe von L2-IL-1β-Mäusen signifikant erhöht. Unsere jüngsten Erkenntnisse haben den translationalen Nutzen des IL-1β-Mausmodells erweitert, um die weitere Charakterisierung der Schlüsselwege von entzündungsbedingtem BE und EAC sowie ESCC und oralem SCC zu unterstützen.

Zu den Krebserkrankungen des oberen Aerodigestivtrakts (UADT) gehören bösartige Neubildungen der Mundhöhle, des Rachens, des Kehlkopfes und der Speiseröhre1. Epithelkarzinome der Speiseröhre stehen weltweit an siebter Stelle in Bezug auf die Gesamtkrebsinzidenz und an sechster Stelle in Bezug auf die krebsbedingte Mortalität2,3,4. Zu den Epithelkarzinomen der Speiseröhre gehören das Plattenepithelkarzinom des Ösophagus (ESCC) und das Adenokarzinom des Ösophagus (EAC), die erhebliche Überschneidungen sowie unterschiedliche und einzigartige Signaturen in ihren molekularen und genomischen Mutationsprofilen aufweisen3,4,5,6. Von diesen beiden Typen ist ESCC der häufigste Subtyp, der 90 % aller Fälle mit hohen Prävalenzraten in Nordchina, Zentralasien und dem südlichen Afrika ausmacht und mit einer 5-Jahres-Überlebensrate von etwa 12–15 % verbunden ist2,3. EAC wird hauptsächlich mit chronischer gastroösophagealer Reflexerkrankung, Barrett-Ösophagus (BE) und Fettleibigkeit in Verbindung gebracht. ESCC hingegen wird hauptsächlich mit Tabakkonsum/Rauchen und übermäßigem Alkoholkonsum in Verbindung gebracht. Weitere kleinere Risikofaktoren sind der Konsum von heißen Getränken, eine Vorgeschichte von Thoraxbestrahlung, Ernährungsdefizite, die Aufnahme von nitrosaminreichen oder mit Mykotoxinen kontaminierten Lebensmitteln und das gleichzeitige Auftreten von humanen Papillomaviren (HPV)1,3,6,7.

Chronische Entzündungen und damit verbundene Veränderungen im Darm und/oder im oralen Mikrobiom spielen eine Schlüsselrolle bei der Veränderung der Mikroumgebung des Gewebes und führen zu veränderten molekularen Profilen, erhöhter Zellproliferation, DNA-Schäden und Krebsfortschritt im Magen, der Speiseröhre (EAC und ESCC), der Mundhöhle und dem Dickdarm8 ,9,10,11,12. Beim Menschen wurden Magen-Ösophagus-Refluxkrankheit (GERD), Barrett-Ösophagus (BE), Plattenepitheldysplasie der Speiseröhre und Plattenepithelkarzinom der Speiseröhre (ESCC) alle mit einer chronischen Anreicherung entzündungsfördernder Zytokine wie IL1-β, IL- 6, IL-8 und TNFα4,13,14,15. Erhöhte Gewebe-iNOS und NO führen bei menschlichen Patienten und Mausmodellen zu DNA-Doppelstrangbrüchen und genomischer Instabilität im Zusammenhang mit oxidativem Stress während der Plattenepithelkarzinogenese der Speiseröhre11,16,17,18,19. Tiermodelle zur Untersuchung von Plattenepithelkarzinomen der Speiseröhre und des Mundes basieren meist auf chronischer Exposition gegenüber Karzinogenen wie 4-Nitrochinolin-1-oxid (4NQO) oder einer Kombination aus gentechnisch veränderten Mäusen und chemischen Karzinogenesemodellen sowie einem orthotopen Tumor-Xenotransplantat Modelle5,20,21,22,23. Gentechnisch veränderte Mausmodelle mit spontaner ösophagealer und/oraler SCC-Entwicklung in einem entzündlichen Umfeld sind in der Literatur jedoch relativ spärlich24,25. Bei p120 ctn (Catenin)-bedingten Knockout-Mäusen entwickeln sich präneoplastische und neoplastische Veränderungen in der Mundhöhle, der Speiseröhre und dem Plattenepithel-Vormagen mit stark sichtbaren Plattenepithelkarzinomen der Speiseröhre bei etwa 70 % dieser Mäuse im Alter von 9–12 Monaten und in einigen Fällen invasive Krebserkrankungen bereits im Alter von 4 Monaten. Diese Tumoren waren durch NFκB-, Akt- und Stat-3-Aktivierung, erhöhte Proliferation und Hochregulierung wichtiger angeborener Immunakteure wie GM-CSF, M-CSF, MCP-1 und TNFα aus Tumorzellen gekennzeichnet24. Andererseits entwickeln die ED-L2/Klf4-Mäuse, die den Transkriptionsregulator Krüppel-like-Faktor 4 (Klf4) unter der Kontrolle eines Epstein-Barr-Virus im Ösophagusepithel überexprimieren, eine Entzündung der Speiseröhre und entwickeln sich langsam zu Dysplasie und invasiver Art SCC im Alter von 2 Jahren mit damit verbundener Hochregulierung proinflammatorischer Zytokine, einschließlich TNF-α, CXCL5, G-CSF und IL-1α, in NF-κB-abhängiger Weise25. Trotz dieser beiden Modelle wäre jedoch ein genau definiertes, entzündungsgesteuertes Mausmodell für Speiseröhrenkrebs, das sowohl ESCC als auch EAC berücksichtigt, von unschätzbarem Wert, um die komplexe Rolle der Entzündung bei der Entstehung von Speiseröhrenkrebs aufzuklären.

Das transgene IL-1β-Mausmodell (ED-L2-IL-1β) wurde ursprünglich von unserer Gruppe als Modell für Barrett-Ösophagus (BE)-ähnliche Metaplasie, Drüsendysplasie und Adenokarzinom (12–18 M) charakterisiert, die das Plattenepithelkarzinom betreffen Verbindungsstelle des Mäusemagens26,27. Diese Mäuse überexprimieren selektiv menschliches IL-1β in der Mundhöhle (Zunge), der Speiseröhre und dem Plattenepithelvormagen und entwickeln daher auch Ösophagitis und Dysplasie, die Entwicklung von ESCC wurde jedoch in früheren Veröffentlichungen nicht dokumentiert26,27. Da IL-1β in Plattenepithelkarzinomen der Speiseröhre, der Mundhöhle und des Nasenrachenraums überexprimiert wird und seine Expression mit einer schlechten Prognose verbunden ist4,6,13,14,22,28,29, haben wir versucht, das Alter genauer zu charakterisieren. abhängiges Fortschreiten histopathologischer Läsionen der Speiseröhre und der Zunge bei transgenen IL-1β-Mäusen in verschiedenen Haltungsbedingungen und korrelieren mit molekularen Expressionsprofilen von Gewebeentzündungen. Basierend auf unseren Erkenntnissen definieren wir nun die transgene IL-1β-Maus als einzigartiges duales Modell neu, das zur gleichzeitigen Untersuchung von entzündungsbedingtem ESCC (plus oralem SCC) und GEJ-Metaplasie/Adenokarzinom verwendet werden kann.

Die in dieser Studie verwendeten transgenen IL-1β-Mäuse (ED-L2-IL-1β) wurden embryonal von den ursprünglichen L2-IL-1β-Mäusen (von TCW bezogen) abgeleitet, die zur Charakterisierung als Modell von BE26 verwendet wurden. Spezifisch pathogenfreie (SPF) und keimfreie (GF) transgene IL-1β-Mäuse sowie Wildtyp-C57BL/6-Mäuse (WT) wurden in einer von der Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care (AAALAC) International akkreditierten Tierhaltungseinrichtung gehalten Massachusetts Institute of Technology (MIT). Das Committee on Animal Care (CAC), das Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC), das die Tierforschung am MIT überwacht, genehmigte die Tierstudienprotokolle. Alle Methoden wurden in Übereinstimmung mit den relevanten Richtlinien und Vorschriften für die Pflege und Verwendung von Labortieren durchgeführt. Um die Heterozygotie des IL-1β-Transgens aufrechtzuerhalten, wurden männliche IL-1β-Mäuse mit weiblichen C57BL/6-Mäusen oder umgekehrt sowohl unter SPF- als auch unter keimfreien Bedingungen gezüchtet. Die Nachkommen wurden von einem kommerziellen Anbieter (Transneytx Inc., Cordova, TN) auf das Vorhandensein des IL-1β-Transgens genotypisiert (ergänzende Abbildung S1). Zu den in dieser Studie verwendeten Versuchsmäusen gehörten sowohl Männchen (m) als auch Weibchen (f) und wurden für verschiedene Altersstufen gehalten, wie in der Ergänzungstabelle S1 aufgeführt.

Alle Versuchsmäuse wurden gemäß den von der Institution genehmigten Protokollen durch CO2-Euthanasie eingeschläfert. Bei der Autopsie wurde für bestimmte Kohorten von SPF-Tieren, die für die molekulare Analyse bestimmt waren, die Speiseröhre der Länge nach in zwei Hälften geteilt, eine Hälfte wurde für die Histopathologie in 10 % Formalin aufbewahrt und die andere Hälfte wurde in mehrere kleine Segmente geteilt, in flüssigem Stickstoff schockgefroren und Anschließend wird es zur molekularen Analyse bei −70 °C gelagert. Die Zunge wurde ebenfalls der Länge nach in zwei Hälften geteilt und auf die gleiche Weise wie die Speiseröhre bearbeitet. Für alle SPF-Tiere wurden Gewebeproben aus dem Magen-Ösophagus-Übergang (GEJ), dem Vormagen, dem Corpus und dem Antrum sowohl für die molekulare Analyse als auch für die Histologie gesammelt, wie zuvor beschrieben30. Da zu Beginn dieser mehrjährigen Längsschnittstudie GF-Studien durchgeführt wurden, wurden Ösophagus- und Zungenproben nur für die Histologie entnommen, während GEJ-, Vormagen- und Drüsenmagenproben sowohl für die Histologie als auch für die molekulare Analyse entnommen wurden.

Für die histopathologische Analyse wurden die Gewebe mittels routinemäßiger Paraffineinbettungs- und Hämatoxylin- und Eosin-Färbeprotokolle (H&E) verarbeitet. Histologische Objektträger wurden von einem staatlich geprüften Pathologen (SM) untersucht und hinsichtlich verschiedener histologischer Parameter bewertet, wie zuvor für den Magen27,30 beschrieben, mit Modifikationen für Speiseröhre und Zunge, je nach menschlichen Bewertungsschemata, um die Plattenepithelauskleidung dieser beiden Stellen widerzuspiegeln1. Kurz gesagt, die Zunge und die Speiseröhre wurden auf einer Skala von 0 bis 100 auf Entzündungen, epitheliale Defekte (Erosionen, Ulzerationen, Keratinverlust), Ödeme, Hyperkeratose, epitheliale Hyalinose, Plattenepithelhyperplasie, Metaplasie (plattenepithelial bis säulenförmig) und Dysplasie/Neoplasie bewertet. 4. Für jedes Tier wurden die verschiedenen Unterkategorien-Scores addiert, um einen kumulativen histopathologischen Index-Score (HI) für jedes untersuchte Gewebe zu erstellen. Plattenepitheldysplasie/Neoplasie wurde auf der Grundlage festgelegter Kriterien wie folgt eingestuft: 0: Negativ für Dysplasie, 1 – reaktive/regenerative Atypie oder atypische Hyperplasie; (unbestimmt für Dysplasie) 2 – Plattenepitheldysplasie/Papillom niedrigen Grades, bei dem die zytologische Atypie auf untere 2/3 der Plattenepithelauskleidung beschränkt war; 3 – Hochgradige Plattenepitheldysplasie/hochgradiges Papillom, bei dem eine zytologische Atypie in 2/3 oder mehr der Plattenepithelauskleidung erkennbar war; 3.5 – Eindeutige Invasion der Lamina propria/Muscularis-Schleimhaut oder grenzwertiges submukosales invasives Plattenepithelkarzinom; 4 – eindeutiges Plattenepithelkarzinom – submuköse Invasion und/oder Wandbeteiligung. Für Noten unter 3 wurde ein Bruchteilswert von 0,5 vergeben, wenn die dysplastischen Veränderungen zwischen zwei Kategorien in 1–3 kleinen Herden unbestimmt waren. Das gleiche Bewertungsschema wurde zur Beurteilung histopathologischer Veränderungen im Plattenepithel-Vormagen der Versuchstiere verwendet.

Da die histopathologischen Veränderungen bei IL-1β-Mäusen im Drüsenmagen mit früheren Beschreibungen dieses Modells 26, 27 übereinstimmten und sich um das GEJ mit Ausbreitung in die angrenzende Kardia und das proximale Drittel des Korpus konzentrierten, wurden unsere Bewertungskriterien für den Magen geändert spiegeln diese relevanteste Stelle der Pathologie vom BE-Typ wider und daher wurde der Magen separat für GEJ/Kardia/proximaler Korpus, mittlerer bis distaler Korpus und Antrum bewertet, wie im Abschnitt „Ergänzende Methoden S1“ beschrieben. In Bezug auf den Drüsenmagen umfasste die histologische Beurteilung in diesem Modell die Bewertung von Entzündungen, Epitheldefekten, oxyntischem Verlust/Atrophie, Metaplasie (schleimiger Typ), Hyperplasie und Dysplasie auf einer Skala von 0 bis 4, wie zuvor beschrieben, mit Anpassungen nach Bedarf (Supplemental). Material-Methoden S1)27,30. Der Rest des Magenkorpus (2/3) und des Antrums wurde ebenfalls auf verschiedene histopathologische Veränderungen untersucht, wobei bei Bedarf geringfügige Modifikationen vorgenommen wurden (Ergänzungsmethoden S1, Daten nicht dargestellt).

Für die routinemäßige Immunhistochemie wurden ungefärbte, in Paraffin eingebettete Abschnitte der Speiseröhre 30 Minuten lang bei 60 °C inkubiert, gefolgt von einer Entparaffinierung und Rehydrierung vor der Färbung mit spezifischen Antikörpern für Ki67 (monoklonal, B56; BD Pharmingen, CA, USA), Sox2 (monoklonal, C70B1; Cell Signaling Technology, MA, USA), CD45/B200 (monoklonal, RA3-6B2; ThermoScientific, USA), CD3 (polyklonal, Kat.-Nr.: A0452; Dako, USA) FoxP3 (monoklonal, FJK-16S ; eBiosciences, San Diego, CA, USA), Ly6G (monoklonal, 1A8; Bio X Cell Inc., Lebanon, NH, USA) und F4/80 (monoklonal, SP115; ThermoScientific, USA) mit geeigneten polymerbasierten Sekundärantikörpern wie beschrieben früher31. Die immunhistochemische Bewertung erfolgte entweder durch qualitative interpretative Bewertung oder in ausgewählten Fällen (Ki67 und Sox2) durch quantitative morphometrische Analyse unter Verwendung des morphometrischen Softwareprogramms Image Pro 10 (Media Cybernetics Inc). Für die morphometrische Analyse wurden gut ausgerichtete Abschnitte der Speiseröhre sowohl von WT-Mäusen (n = 5, 3 GF und 2 SPF) als auch von IL-1β-Mäusen (n = 8, 4 GF und 4 SPF) im Alter von 12–15 Monaten ausgewählt und die Bilder wurden mit 400-facher Vergrößerung aufgenommen. Für die Analyse wurden mindestens 500 Kerne oder bis zu zehn 400 × HPF zur Segmentierung ausgewählt, wobei Parameter für die Kerngröße zur Zählung positiv gefärbter und negativer Kerne (sowohl für Ki67 als auch Sox2) verwendet wurden, und die Werte wurden als Anzahl der Kerne/400 × HPF ausgedrückt und Prozentsatz positiver und negativer Kerne pro 400XHPF. Zusätzlich wurde auch eine Immunfluoreszenzfärbung für γH2AX durchgeführt, wie zuvor beschrieben31. Kurz gesagt, die Objektträger wurden mit mAb für γH2AX (1:200-Verdünnung) inkubiert, gefolgt von einer Inkubation mit Alexa Fluor 488-konjugiertem Anti-Kaninchen-52-F(ab′)2-Fragment (1:750, Cell Signaling). Die Zellkerne wurden mit 10 μl Prolong Gold 53 Antifade Reagent mit DAPI (Cell Signaling) gefärbt. Für die morphometrische Analyse wurde die Anzahl der γH2AX-positiven Kerne pro 400-facher HPF gezählt und als Prozentsatz der gesamten DAPI-gefärbten Kerne ausgedrückt.

Zur Messung der relativen mRNA-Expression von Zielgenen wurde die Gesamt-RNA aus Speiseröhre und Zunge von WT- und IL-1β-Mäusen (n = 10–13 pro Gruppe, nur SPF) unter Verwendung von Trizol-Reagenz gemäß den Anweisungen des Herstellers (Invitrogen, Carlsbad, CA) extrahiert. . Konkret wurden 2 µg (Speiseröhre) bzw. 4 µg (Zunge) der gesamten RNA aus jeder Probe mit dem High Capacity cDNA Archive Kit (Life Technologies) revers in cDNA transkribiert. Die Spiegel von Il-6, Tnf-α, Inf-γ, Il-33, Il-17A, Foxp3+ und iNos-mRNA im Ösophagus- und Zungengewebe wurden durch qPCR unter Verwendung kommerzieller Primer und Sonden (TaqMan-Genexpressionstests) gemessen 7500 FAST Echtzeit-PCR-System. Die mRNA-Spiegel wurden auf die endogene Kontroll-Glyceroldehyd-3-Phosphat-Dehydrogenase-mRNA (Gapdh) normalisiert und als fache Änderung in Bezug auf Wildtyp-Wurfgeschwister unter Verwendung der vergleichenden Schwellenwertzyklusmethode (CT) ausgedrückt (Applied Biosystems User Bulletin Nr. 2). Die menschliche IL-1β-Expression wurde durch semiquantitative PCR (ergänzende Abbildung S1) unter Verwendung von Vorwärts- (5ʹ-ACCTCCAGGGACAGGATATGG-3ʹ) und Rückwärtsprimern (5ʹ-CTCCAGCTGTAGAGTGGGCTTAT-3ʹ) mit PCR-Bedingung 95 ° C für 3 Minuten und 40 Zyklen bestimmt 95 °C für 30 s, 60 °C für 30 s, 72 °C für 30 s und 72 °C für 5 min.

Zur Messung von Zytokinen und Chemokinen wurden die Ösophagusgewebe (n = 13, WT SPF und n = 12, IL-1β SPF-Mäuse) in RIPA-Puffer mit Proteaseinhibitoren homogenisiert und der Überstand nach 10-minütiger Zentrifugation bei 14.000 U/min bei 4 °C gesammelt °C. Anschließend wurden die Proben auf den gleichen Proteingehalt normalisiert und mit der Luminex xMAP-Technologie zur Multiplex-Quantifizierung von 32 Maus-Zytokinen, Chemokinen und Wachstumsfaktoren analysiert. Die Multiplexanalyse wurde mit dem Luminex™ 200-System (Luminex, Austin, TX, USA) von Eve Technologies Corp. (Calgary, Alberta) durchgeführt. Zweiunddreißig Marker wurden gleichzeitig in den Proben mit dem Mouse Cytokine 32-Plex Discovery Assay® von Eve Technologies (Millipore Sigma, Burlington, Massachusetts, USA) gemäß dem Protokoll des Herstellers gemessen. Der 32-Plex bestand aus Eotaxin, G-CSF, GM-CSF, IFNγ, IL-1α, IL-1β, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-9, IL-10, IL-12 (p40), IL-12 (p70), IL-13, IL-15, IL-17, IP-10, KC, LIF, LIX, MCP-1, M- CSF, MIG, MIP-1α, MIP-1β, MIP-2, RANTES, TNFα und VEGF. Die Assay-Empfindlichkeiten dieser Marker liegen für den 32-Plex zwischen 0,3 und 30,6 pg/ml. Einzelne Analytempfindlichkeitswerte sind im Millipore Sigma MILLIPLEX® MAP-Protokoll verfügbar.

H&E-Bilder von Objektträgern wurden mit dem Olympus BX41-Mikroskop, der Ikona 3CMOS-Kamera (Teledyne Photometrics, Arizona, USA) und der Image Pro Plus-Software (Media Cybernetics, Maryland, USA) aufgenommen. Fluoreszenzbilder wurden mit dem Fluoreszenzmikroskopsystem Zeiss Axioscope 2plus mit Q-Bildkamera (Teledyne Photometrics, Arizona, USA) und der Bildgebungssoftware Image Pro Plus® aufgenommen. Gelbilder wurden mit dem GBOX CHEMI 16 GelDoc-System, Syngene, Maryland, USA, aufgenommen.

Digitale Bildverbesserungen wurden mit der Software Adobe Photoshop und/oder Microsoft Power Point durchgeführt. Zu den durchgeführten Bildverbesserungen gehörten Anpassungen der Helligkeit, des Kontrasts, Anpassungen der Belichtungsstufe, die auf ganze Bilder angewendet wurden, und das Zuschneiden von Bildern nach Bedarf.

Semiquantitative histopathologische Scores für verschiedene Kategorien in jedem Gewebe wurden mit dem Mann-Whitney-U-Test analysiert. Quantitative Datenwerte, die aus morphometrischen Gewebeanalysen und Gen- und Proteinexpressionstests generiert wurden, wurden mithilfe des zweiseitigen Student-t-Tests analysiert. P-Werte von ≤ 0,05 wurden als signifikant angesehen.

Das Studiendesign, die Tierverwendung und alle experimentellen Methoden wurden gemäß den ARRIVE-Richtlinien (https://arriveguidelines.org) durchgeführt und berichtet.

IL-1β-Mäuse entwickeln eine entzündungsbedingte und altersabhängige Progression von Plattenepithelhyperplasie, Dysplasie und Plattenepithelkarzinomen (ESCC) in der Speiseröhre und der Zunge.

Bei der Autopsie wirkten IL-1β-transgene Mäuse kleiner und unwirtschaftlich als gleichaltrige WT-Wurfgeschwister. Bei der groben Untersuchung wurden bereits nach 3 Monaten bei aus Embryonen wiedergewonnenen L2-IL-1β-Mäusen über mehrere Generationen hinweg grobe Anomalien der Speiseröhre in Form von leicht verdickten Schleimhäuten/Wänden festgestellt, die sich mit zunehmendem Alter zu schwerwiegenderen Läsionen entwickelten, die vor allem die unteren beiden Bereiche betrafen /3. der Speiseröhre und häufig mit einem oder mehreren knotigen Tumoren (1–2 mm oder mehr), insbesondere bei Tieren ab 12 Monaten bei beiden Geschlechtern (Abb. 1A–D). Die Zunge von IL-1β-Mäusen war insbesondere im Alter von 10–12 Monaten unregelmäßig verdickt (nicht gezeigt). Obwohl der Magen-Ösophagus-Übergang (GEJ) und der Magen nicht im Mittelpunkt dieser Studie standen, da diese Läsionen in früheren Studien ausführlich charakterisiert wurden26,27, stellten wir auch ähnliche grobe Anomalien im GEJ, in der Kardia und im proximalen Korpus von IL-1β-Mäusen fest (Daten nicht angezeigt). Wir haben weder Tumore noch signifikante pathologische Anomalien im Plattenepithelmagen von IL-1β-Mäusen festgestellt.

Grobe Pathologie und altersabhängige histopathologische Score-Diagramme in der Speiseröhre und der Zunge von L2-IL-1β-Mäusen. (A–D) Repräsentative Bruttofotos der Speiseröhre von IL-1β- und WT-Mäusen. (A) Mäßige bis mittlere Hypertrophie und Erweiterung der unteren Speiseröhre einer 10 Monate alten (M) IL-1β-Maus. (B) Fokaler hellbraun-weißer, gut abgegrenzter Tumor (Pfeil) in der Mitte der Speiseröhre mit Verdickung der unteren Speiseröhre einer 12 M IL-1β-Maus. (C) Diffuse Verdickung der Speiseröhre mit mehreren gut abgegrenzten hellbraunen Tumoren – mittlerer bis distaler Ösophagus (schwarzer Pfeil) und einer verschmelzenden kavitierten Läsion (roter Pfeil) bei einer 13 M IL-1β-Maus. (D) Normale Speiseröhre bei einer 12 M Wildtyp-Kontrollmaus. (E) Streupunktdiagramm der Entzündungswerte der Speiseröhre in verschiedenen Altersgruppen, 3 M bis 12–15 M bei IL1β-Mäusen unter spezifischen pathogenfreien Bedingungen (SPF). Hinweis: WT-Wurfgeschwisterkontrollen (SPF und keimfrei (GF), 12–15 M) und 12–15 M GF-IL1β-Mäuse sind ebenfalls in der Darstellung dargestellt. (F) Streupunktdiagramm der kumulativen Histopathologie-Indexwerte (HI) des Ösophagus in verschiedenen Gruppen von IL1β-Mäusen. (G) Altersbedingte Progression der Plattenepitheldysplasie der Speiseröhre bei IL1β-Mäusen unter SPF-Bedingungen (3 M bis 12–15 M) im Vergleich zur WT. (H) Streupunktdiagramm von IL1β-Mäusen, das die Werte für Plattenepitheldysplasie der Zunge im Vergleich zum Alter zeigt. Dysplasiewerte über 3 weisen auf ein invasives Plattenepithelkarzinom hin. P-Werte, bei denen sie signifikant sind, werden mit * gekennzeichnet. Einzelne n Zahlen pro Gruppe/Zeitpunkt sind in der Ergänzungstabelle S1 aufgeführt.

In früheren Studien26,27 wurden nur minimale Beschreibungen von akuter und chronischer Ösophagitis und Dysplasie festgestellt, Plattenepithelkarzinome wurden jedoch nicht beschrieben. In unserer histopathologischen Analyse von L2-IL-1β-Mäusen, die am MIT unter verschiedenen Bedingungen (SPF und GF) gehalten wurden, beobachteten wir, dass diese Mäuse bereits nach 3 Monaten eine signifikante (P ≤ 0,0001) Ösophagusentzündung und kumulative histopathologische Indexwerte (HI) entwickelten Alter, das im Vergleich zu ihren WT-Kontroll-Wurfgeschwistern (Abb. 2A, B) bis zum Alter von 15 Monaten konstant beibehalten wurde (Abb. 1E, F). Die Entzündung bestand aus Granulozyten (Neutrophilen und Eosinophilen), gemischt mit Aggregaten aus Lymphozyten, Plasmazellen und Makrophagen (ergänzende Abbildung S2). In der Speiseröhre von IL-1β-Mäusen waren CD3+-T-Zellen, Ly6G+-Zellen (reife Neutrophile und Granulozyten) und F4/80+-Makrophagen am häufigsten. CD3+-T-Zellen waren in der gesamten Schleimhaut und Submukosa von dysplastischen und invasiven SCC-Läsionen vorhanden, während Ly6G+-Zellen häufiger innerhalb der Epitheloberfläche und unter erodierter Schleimhaut festgestellt wurden. F4/80+-Zellen waren in der Lamina propria der Basalhälfte des Epithels und der Submukosa sowie in invasiven Herden stärker ausgeprägt. CD45/B220 + B-Zellen waren hauptsächlich in diskreten submukösen Lymphaggregaten der Speiseröhre von IL-1β-Mäusen lokalisiert. FoxP3 + regulatorische T-Zellen waren minimal erhöht und im Ösophagusepithel von IL-1β-Mäusen verstreut, während sie bei WT-Mäusen nicht festgestellt wurden. Entzündungszellen waren in der Speiseröhre von WT-Mäusen kein Merkmal (ergänzende Abbildung S2), abgesehen von seltenen (0–1 pro Hochleistungsfeld) Basalmakrophagen oder Lymphozyten, die bei einigen Tieren festgestellt wurden. Zu den weiteren damit verbundenen Veränderungen gehörten multifokale Epitheldefekte mit Geschwüren/Keratinverlust, epitheliale Kerato-Hyaline-Einschlüsse, multifokale bis diffuse Plattenepithelhyperplasie und variable dysplastische Veränderungen im Plattenepithel (Abb. 1G und 2C–F). Plattenepithelhyperplasie des Ösophagus und dysplastische Veränderungen waren bei IL-1β-Mäusen im Alter von 10–15 Monaten stärker ausgeprägt. Die dysplastischen Veränderungen reichten von reaktiver Atypie/atypischer Hyperplasie bis hin zu niedriggradiger Dysplasie/Papillom, hochgradiger Dysplasie/Papillom und der Entwicklung eines invasiven Plattenepithelkarzinoms im Alter zwischen 10 und 15 Monaten im Vergleich zur normalen Speiseröhre bei Wildtyp-Wurfgeschwistern (Abb. 1G und 2A– F). Die invasiven Läsionen bestanden aus mäßig bis gut differenzierten Plattenepithelkarzinomen mit kerato-hyalinem zytoplasmatischem Aussehen (Abb. 2E, F). Die Plattenepithel-Säulen-Verbindung innerhalb des eigentlichen Magens zeigte ebenfalls hyperplastische und hyperkeratotische Plattenepithelveränderungen, jedoch keine hochgradige Plattenepitheldysplasie oder Plattenepithelkarzinom. Im Gegensatz zum Plattenepithel der Speiseröhre war der tatsächliche Plattenepithel-Vormagen von IL-1β-Mäusen bei der histologischen Untersuchung größtenteils unauffällig.

Histopathologie des Plattenepithelkarzinoms der Speiseröhre und der Zunge bei transgenen IL-1β-Mäusen. (A) Repräsentatives Hämatoxylin- und Eosin-Bild (H&E) einer normalen Speiseröhre bei einer 12 M WT-Maus. (B) Topografisches Bild mit geringer Vergrößerung von einer 12-M-WT-Kontrolle, das einen normalen tubulären Ösophagus, den Magen-Ösophagus-Übergang (GEJ) (gestrichelte Linie) und den Übergang in einen Plattenepithelmagen (schwarzer Pfeil) und einen Drüsenmagen (Stern) zeigt. (C) Topografisches Bild mit geringer Vergrößerung einer 12 M IL-1β-Maus, das die tubuläre Speiseröhre mit invasiven SCC-Herden (rote Pfeile), den GEJ-Übergang (gestrichelte Linie) und Plattenepithelkarzinomen von Magen und Kardia (Stern) mit Entzündung und Metaplasie zeigt. (D–F) Repräsentative H&E-Tumorbilder der Speiseröhre von 13 M IL-1β-Mäusen. (D) Ausschnitt aus dem Tumor und der angrenzenden Speiseröhrenschleimhaut mit Entzündung, Plattenepithelhyperplasie und Papillom (Pfeile). (E) Histologisches Bild einer stark verdickten Speiseröhre mit geringer Vergrößerung, gekennzeichnet durch Erosion, Verlust der Keratinschicht, Entzündung (Stern), Plattenepithelhyperplasie und hochgradige Plattenepitheldysplasie mit fokalen submukösen invasiven Läsionen, die einem Plattenepithelkarzinom entsprechen (roter Pfeil). (F) Bild mit stärkerer Vergrößerung von (E), das die zufällige Ausbreitung von mäßig bis schlecht differenzierten neoplastischen Plattenepithelkarzinomen in einem fibroinflammatorischen Stroma unter der Schleimhaut nach unten zeigt (roter Pfeil). (G,H) H&E-Bilder der Zunge einer 12 M IL-1β-Maus. (G) Zeigt epitheliale Hyperplasie und invasive neoplastische Plattenepithelzellnester (Pfeile) tief in der Zungenmuskulatur. (H) Bild mit stärkerer Vergrößerung von (G), das Entzündungen, hyperplastisches und dysplastisches Plattenepithel mit invasiven Knospen/Nestern zeigt. Maßstabsbalken 500 µM (Panels B–D), 200 µM (Panels A,E,G), 100 µM (Panel F) und 50 µM (Panel H).

Ähnlich wie in früheren Studien26 stellten wir auch bei IL-1β-Mäusen sowohl bei GF- als auch bei SPF-Mäusen Entzündungen, Metaplasie vom Schleimhauttyp, Drüsenhyperplasie und dysplastische Veränderungen im GEJ/der Magenkardia und im proximalen Corpus fest, mit deutlich höheren Pathologie-Gesamtwerten von 12–15 Monate, jedoch ohne Unterschiede in den einzelnen Kategorien (Ergänzende Abbildung S3). Es gab auch variable, mildere pathologische Veränderungen, die den mittleren bis distalen Korpus (2/3 Korpus) von IL-1β-Mäusen betrafen, ohne signifikante Unterschiede in der Pathologie zwischen GF- und SPF-Zuständen, und WT-Mäusekohorten wiesen eine Magenmorphologie innerhalb normaler Grenzen auf (Daten nicht gezeigt). ). Das Antrum war weitgehend unbeeinträchtigt, mit gelegentlichen minimalen bis leichten Entzündungen und Hyperplasien, die einen kleinen Teil der Tiere sowohl bei GF- als auch bei SPF-IL-1β-Mäusen betrafen (Daten nicht gezeigt), jedoch nicht bei WT-Mäusen.

Bei einer Untergruppe von Mäusen wurde auch die Zunge histologisch untersucht, und es überrascht nicht, dass die Zunge von IL-1β-Mäusen im Alter von 12 Monaten leichte bis mittelschwere entzündliche Epithelerosionen, Keratinverlust, Plattenepithelhyperplasie, Dysplasie und ein Fortschreiten zum Plattenepithelkarzinom aufwies (Abb. 1H und 2G,H) im Vergleich zum normalen Epithel bei Wildtyp-Wurfgeschwistern (nicht gezeigt).

Wir analysierten histopathologische Daten von transgenen IL-1β-Mäusen im Alter von 12–15 Monaten über mehrere Generationen unter unterschiedlichen Haltungsbedingungen, d Alter, um ggf. einen mikrobiellen Beitrag abzugrenzen. Wie in Abb. 3 und Tabelle 1 dargestellt, gab es zwischen den drei Gruppen hinsichtlich der Gesamtinzidenz dysplastischer Veränderungen und der ESCC-Inzidenz im Alter von 12–15 Monaten keinen signifikanten Unterschied. Interessanterweise neigen mindestens 40 % der IL-1β-Mäuse dazu, ESCC in allen drei Haltungsbedingungen (GF, n = 22; SPF, n = 18; und gemischter GF-born-SPF, n = 9) bei 12–15 M zu entwickeln und dass etwa 60 % (SPF und GF) bis 77 % (GF geboren-SPF) dieser Tiere entweder Plattenepitheldysplasie der Speiseröhre und/oder ESCC hatten. Diese Veränderungen wurden bei beiden Geschlechtern beobachtet, mit einem Trend zu höheren HI-Werten und einer insgesamt höheren Inzidenz von ESCC bei Frauen im Vergleich zu Männern (44 % gegenüber 33). Nicht-invasive Plattenepitheltumoren und invasive ESCCs waren mäßig bis schlecht differenziert, wobei in einigen Fällen eine Differenzierung des Schleimtyps selten vorkam (< weniger als 5 %). Die konsistente Natur der Plattenepitheldysplasie mit einem hohen Grad an Karzinomtransformation in einen chronisch entzündlichen Zustand der Speiseröhre bei diesen IL-1β-Mäusen, unabhängig vom Vorhandensein oder Fehlen der Mikroflora der Speiseröhre, ist ein Hinweis auf die inhärente robuste entzündliche Natur dieser IL-1β-Mäuse Modell von ESCC. Dennoch gab es einen deutlichen Trend zu niedrigeren Werten für Ösophagusentzündungen und kumulativen HI-Werten im GF-Zustand, wenn auch statistisch nicht signifikant, im Vergleich zu SPF-Zuständen (Abb. 3 und Tabelle 1). Darüber hinaus zeigte die Zunge von IL-1β-Mäusen, wie in Abb. 1H gezeigt, im Alter von 3 Monaten auch geringgradige dysplastische Plattenepithelveränderungen, und diese Läsionen entwickelten sich nach 10 Monaten zu hochgradiger Dysplasie, und bei 4 wurde ein offensichtliches Plattenepithelkarzinom festgestellt /17 Tiere im Alter von 12 Monaten unter SPF-Bedingungen. Die Inzidenz von Plattenepithelkarzinomen in der Zunge (23,5 %, n = 17) war jedoch bei diesen SPF-IL-1β-Mäusen geringer als die in der Speiseröhre beobachtete (ca. 40 %, 20 von 49). Interessanterweise waren die kumulativen histopathologischen Werte im Magen-Ösophagus-Übergang (GEJ)/Magenkardia und im proximalen Korpus von IL-1β-Mäusen unter SPF-Bedingungen signifikant höher als im GF-Zustand (ergänzende Abbildung S3). BE-ähnliche Schleimmetaplasien und damit verbundene dysplastische Drüsenveränderungen wurden am GEJ von IL-1β-Mäusen in allen Haltungsbedingungen (GF, GF born-SPF und SPF) festgestellt.

Plattenepitheldysplasie/ESCC-Inzidenz bei IL-1β-Mäusen nach 12–15 Monaten unter GF-, SPF- oder gemischten (GF-born-SPF)-Bedingungen. Streudiagramm der Werte für Plattenepitheldysplasie der Speiseröhre in verschiedenen Gruppen von Mäusen. IL-1β-Mäuse: GF, n = 22; Lichtschutzfaktor, n = 18; GF geboren-SPF, n = 9.

Aufgrund der inhärenten entzündlichen Natur des transgenen IL-1β-Mausmodells26,27,32 versuchten wir, die Expression verschiedener Chemokine zu bestimmen, die für die Rekrutierung von Entzündungszellen in der Speiseröhre dieser Mäuse erforderlich sind. Wie in Abb. 4 gezeigt, waren mehrere Chemokine, die für die Rekrutierung und Differenzierung der myeloischen Zellen M-CSF, GM-CSF und G-CSF erforderlich sind, in der Speiseröhre von transgenen IL-1β-Mäusen signifikant erhöht. Dies deutet auf eine günstige Mikroumgebung für die Ansiedlung myeloischer Zellen in der Speiseröhre von IL-1β-Mäusen hin, wie bereits zuvor durch Immunhistochemie für verschiedene Entzündungszellen gezeigt wurde (Abbildung S2). Dies steht im Einklang mit dem früheren Befund einer erhöhten Anzahl myeloischer Suppressorzellen an der GEJ-Verbindung in diesem Modell26,27. Darüber hinaus, wie in Abb. 4B–E gezeigt, wirksame Chemoattraktoren zur Rekrutierung von Neutrophilen (KC/CXCL1 und MIP-2/CXCL2), Eosinophilen (Eotaxin/CCL11) und Makrophagen (MCP-1/CCL2 und MIP-1α/CCL3). ) und T-Zellen (MIG/CXCL9, RANTES/CCL5 und IP-10/CXCL10) waren auch in der Mikroumgebung der Speiseröhre signifikant erhöht. Insgesamt deuten die Proteinexpressionsdaten in Korrelation mit entzündlichen Zellprofilen des Gewebes in diesem Modell auf eine Schlüsselrolle der entzündlichen Mikroumgebung beim Fortschreiten der Plattenepitheldysplasie/des Ösophaguskarzinoms hin.

Erhöhte Expression von Chemoattraktoren in der Speiseröhre von transgenen IL-1β-Mäusen. Die Quantifizierung von Chemoattraktoren für verschiedene Entzündungszellen erfolgte im Ösophagusgewebe von 12 Monate alten WT- und IL-1β-SPF-Mäusen. Chemokine für (A) myeloische Zelldifferenzierung (G-CSF, GM-CSF und M-CSF), (B) Neutrophile (Eotaxin und MIP-2), (C) Eosinophile (KC und MIP-2), (D) T Zellen (MIG, RANTES und IP-10), (E) Makrophagen (MCP-1 und MIP-1α) wurden im Ösophagusgewebe bestimmt. n = 13, WT-SPF und n = 12, IL-1β-SPF. Ungepaarter zweiseitiger t-Test, *p ≤ 0,05, **p ≤ 0,01, ***p ≤ 0,001, ****p ≤ 0,0001.

Während die Überexpression von IL-1β die spezifischen nachgeschalteten Signalwege (IL-6 und TNFα) induziert, führt die Aktivierung dieser Signalwege zu unzähligen Veränderungen, indem sie starke Entzündungsreaktionen auslöst, indem sie die Zytokinlandschaft in der Mikroumgebung des Gewebes verändert6,26,27. Daher versuchten wir, die Expression verschiedener Zytokine in der Mikroumgebung der Speiseröhre von transgenen IL-1β-Mäusen zu bestimmen. Zunächst versuchten wir, die mRNA-Spiegel wichtiger entzündlicher Zytokine in der Zunge und der Speiseröhre während der Progression von Plattenepitheldysplasie/ESCC zu bestimmen, insbesondere die nachgeschalteten Akteure der IL-1β-Signalkaskade. Wie in der ergänzenden Abbildung S4 gezeigt, waren Il-6 und Tnfα in der Speiseröhre und der Zunge sowohl von 6 Monate als auch von 12 Monaten alten transgenen IL-1β-Mäusen im Vergleich zu Wildtyp-Wurfgeschwistern signifikant hochreguliert. Im Gegensatz dazu war die Infγ-Expression nach 6 und 12 Monaten weder im Ösophagus- noch im Zungengewebe von IL-1β-Mäusen beeinträchtigt. Um die entzündliche Mikroumgebung in der Speiseröhre besser zu verstehen, führten wir eine Multiplex-Zytokinanalyse durch. Wie in Abb. 5 gezeigt, war TNFα, ein starkes Zytokin, das mit der Entstehung von ESCC-Krebs in Zusammenhang steht, in der Speiseröhre von IL-1β-Mäusen signifikant erhöht. Ebenso sind andere Zytokine, die stark an der Differenzierung und Aufrechterhaltung von T- und B-Zellen beteiligt sind, wie IL-3, IL-4, IL-7, IL-12, IL-13, IL-15 und LIF, in der Speiseröhre signifikant erhöht Transgene IL-1β-Mäuse im Vergleich zu WT-Mäusen, was auf eine starke T- und B-Zellen-vermittelte Immunumgebung in der Speiseröhre dieser Mäuse schließen lässt. Während die proinflammatorischen Zytokine TNFα und IL-6 in der Speiseröhre von transgenen IL-1β-Mäusen auf mRNA-Ebene deutlich überexprimiert sind, war in unserem Multiplex-Zytokin-Array überraschenderweise nur TNFα signifikant erhöht und die IL-6-Spiegel waren unauffällig. Diese Diskrepanz wurde auf die Nachweisempfindlichkeit des Proteinexpressionsassays zurückgeführt. Dennoch kann die Rolle von IL-6 bei der ESCC-Entwicklung in unserem Modell nicht ausgeschlossen werden. Wichtig ist, dass IL-17 zwar in der Speiseröhre von IL-1β-Mäusen stark exprimiert wurde, bei den meisten WT-Mäusen jedoch nicht nachweisbar ist. Darüber hinaus ist IL-2, ein wirksamer Inhibitor der TH17-Zelldifferenzierung, in der Speiseröhre von IL-1β-Mäusen deutlich verringert. Insgesamt deutet dies auf eine einzigartige und bedeutende Rolle hin, die IL-17- und Th17-polarisierte Zellen bei der Entwicklung von Plattenepitheldysplasie/Karzinom der Speiseröhre bei transgenen IL-1β-Mäusen spielen. Zusätzlich zu Veränderungen in verschiedenen Zytokinen, die verschiedene Zellpopulationen regulieren, ist VEGF, ein starker angiogener Faktor, bei IL-1β-Mäusen ebenfalls signifikant erhöht. Insgesamt zeigt die Zytokinexpressionsanalyse eine starke proinflammatorische Landschaft in der Speiseröhre, die möglicherweise das Fortschreiten des ESCC begünstigt.

Die Überexpression von IL-1β verändert die Zytokinlandschaft in der Speiseröhre. Quantifizierung verschiedener Zytokine in der Speiseröhre von 12 M alten WT- und IL-1β-SPF-Mäusen. TNFα, IL-3, IL-4, IL-7, IL-12, IL-15, IL-17, LIF und VEGF waren in der Speiseröhre von IL-1β-transgenen Mäusen signifikant erhöht. n = 13, WT-SPF und n = 12, IL-1β-SPF. Ungepaarter zweiseitiger t-Test, *p ≤ 0,05, **p ≤ 0,01, ***p ≤ 0,001, ****p ≤ 0,0001.

Neue Erkenntnisse bei verschiedenen Tumorarten zeigen, dass Tumorzellen der Immunüberwachung durch eine immunsuppressive Mikroumgebung im Tumorgewebe entgehen33,34,35. In einer früheren Studie induzierte eine gezielte Überexpression von IL-1β in Belegzellen des Magens ein Magenadenokarzinom durch Rekrutierung immunsuppressiver MDSCs in die Tumormikroumgebung32. Interessanterweise waren Schlüsselfaktoren, von denen bekannt ist, dass sie eine Immunevasion in der Tumormikroumgebung induzieren, nämlich Foxp3 + (Marker für T-regulatorische Zellen-Treg) (Ergänzende Abbildungen S2, S5) und Il-17A (Abb. 5 und Ergänzende Abbildung S5), signifikant erhöht in der Speiseröhre von IL-1β-transgenen Mäusen im Vergleich zu Wildtyp-Wurfgeschwistern. Tregs, die rekrutiert wurden und dauerhaft in der Speiseröhre vorhanden waren, trugen wahrscheinlich zur Immunmodulation und zur Förderung der Entwicklung von Plattenepitheldysplasie/ESCC bei. Kürzlich wurde berichtet, dass IL-17A zusammen mit Tregs eine bedeutende Rolle beim Fortschreiten und der Prognose von ESCC bei menschlichen Patienten spielt35,36,37. IL-33 ist ein weiteres wichtiges Zytokin, das mit der Entwicklung einer Immunsuppression verbunden ist, und seine Hochregulierung wurde mit schlechten klinisch-pathologischen Ergebnissen bei ESCC-Patienten in Verbindung gebracht38. Darüber hinaus war Il-33-mRNA nach 6 Monaten und 12 Monaten in der Speiseröhre und Zunge von IL-1β-Mäusen im Vergleich zu WT-Wurfgeschwistern deutlich überexprimiert (p ≤ 0,001) (ergänzende Abb. S5). Insgesamt zeigen unsere Ergebnisse eine Hochregulierung der wichtigsten immunsuppressiven Faktoren Foxp3 + regulatorische Zellen, IL-17A und IL-33, die alle wahrscheinlich während des Fortschreitens der Plattenepitheldysplasie/des Plattenepithelkarzinoms in der Speiseröhre und der Zunge von IL-1β eine immunsuppressive Gewebemikroumgebung aufrechterhalten Mäuse.

Wie in Abb. 6A–E gezeigt, korrelierte das hyperplastische Plattenepithel der Speiseröhre von IL-1β-Mäusen mit signifikant höheren Epithelkernzahlen (sowohl Ki67-positive als auch negative Kerne) pro 40-fachem Hochleistungsobjektivfeld (400-fache Vergrößerung) (P ≤ 0,0001) im Vergleich zu Wildtyp-Wurfgeschwister (mittlere Gesamtzahl der Zellen = 190 vs. 80; mittlere Ki67-positive Zellen = 96 vs. 30) im Alter von 12–15 Monaten. Auf normalisierter Basis waren etwa 50 % der Plattenepithelzellen in der IL-1β-Ösophagusschleimhaut Ki67-positiv (Proliferationsmarker), gegenüber 35 % positiv für das WT-Kontrollepithel (P = 0,0202) (Abb. 6D, E).

Ösophagus-Plattenepithelläsionen bei IL-1β-Mäusen korrelieren mit erhöhten Ki67 + ve-Zellen und einer fehlerhaften SOX2-Immunlokalisierung. Repräsentative immunhistochemische Bilder der Speiseröhre von WT- (A) und IL-1β-Mäusen (B, C) im Alter von 12–15 Monaten: (A) basale Ki67-Positivität des normalen dünnen Ösophagusepithels bei einer repräsentativen WT-Maus. (B,C) Die Bilder mit niedriger und hoher Vergrößerung aus der Speiseröhre einer IL-1β-Maus mit starker Ki67-Positivität in einem stark proliferativen Epithel. (D,E) Stellen Sie Balkendiagramme der morphometrischen Analyse von Ki67-positiven Kernen in der Plattenepithelkarzinom-Ösophagus dar. (D) Die durchschnittliche Anzahl von Ki67-positiven und -negativen Zellen /40X HPF (5–6 Felder/Tier) von 12–15 Monate alten WT- und IL-1β-Mäusen. (E) Stellt die Ki67-Kernpositivität in % dar. (F–H) Repräsentative SOX2-immungefärbte Bilder der Speiseröhre von WT- und IL-1β-Mäusen im Alter von 12–15 Monaten. (F) Eine starke SOX2-Positivität wird in basalen und parabasalen Plattenepithelzellen in der Speiseröhre eines normalen WT-Ösophagus festgestellt. (G,H) Niedrig- und stark vergrößertes Bild der Speiseröhre einer IL-1β-Maus mit invasivem SCC, das eine SOX2-Kernpositivität innerhalb des dysplastischen Epithels und des submukosalen SCC zeigt (*). (I,J) Stellen Sie die Balkendiagrammzahlen der morphometrischen Analyse von SOX2-positiven Kernen im Plattenepithel der Speiseröhre dar. I zeigt die durchschnittliche Anzahl SOX2-positiver und -negativer Zellen /40X HPF (5–6 Felder/Tier) von 12–15 Monate alten WT- und IL-1β-Mäusen. (J) Zeigt % SOX2-Kernpositivität. WT- (n = 5: 3 GF und 2 SPF) und IL-1β-Mäuse (n = 8: 4GF und 4SPF). Ungepaarter, zweiseitiger T-Test. *p ≤ 0,05, **p ≤ 0,01, ***p ≤ 0,001, ****p ≤ 0,0001. Maßstabsbalken 50 µM (Panels A und F), 100 µM (Panels C und H) und 200 µM (Panels B und G).

SRY (geschlechtsbestimmende Region Y)-Box 2, auch bekannt als SOX2, gehört zu einer großen Familie von SRY-verwandten HMG-Box-Transkriptionsfaktoren und ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Pluripotenz undifferenzierter embryonaler Stammzellen und verleiht so Selbsterneuerungs- und Geweberegenerationseigenschaften zu den unreifen Basalzellen des Plattenepithels39. Da die SOX2-Expression bei Plattenepitheldysplasie/Plattenepithelkarzinomen von Geweben, einschließlich der Speiseröhre, erhöht ist13,28,39,40, haben wir die SOX2-Expression in der Speiseröhre mittels Immunhistochemie in einer Untergruppe von Mäusen untersucht, die in dieser Studie verwendet wurden. Wie in Abb. 6F–H gezeigt, wurde in den meisten Basalzellen sowohl im IL-1β- als auch im WT-Plattenepithel der Speiseröhre eine starke SOX2-Kernpositivität festgestellt. Die SOX2-Positivität war auch ein herausragendes Merkmal im stark proliferativen Plattenepithel der Speiseröhre von transgenen IL-1β-Mäusen und in dysplastischen/invasiven Herden, jedoch mit einer geringeren Intensität als bei Basalepithelzellen (Abb. 6G, H), mit einem signifikanten Anstieg (P ≤ 0,0074) in der absoluten Anzahl SOX2-positiver Kerne/HPF im Vergleich zur Speiseröhre von WT-Mäusen (Mittelwert 152 vs. 85) (Abb. 6I). Auf einer normalisierten Basis für die prozentuale Zellpositivität waren die SOX2-Positivitätsprozentsätze jedoch zwischen der IL-1β- und der WT-Gruppe ähnlich (ungefähr 78–79 %), da SOX2-positive Basalzellen einen beträchtlichen Anteil des normalen Ösophagusepithels ausmachten (Abb. 6I, J). .

IL-1β ist ein wichtiger Entzündungstreiber, der zu einer induzierbaren Überexpression der Stickoxidsynthase (iNOS) durch Makrophagen und andere Zelltypen, einschließlich Epithelzellen, in verschiedenen entzündlichen Gewebezuständen, einschließlich ösophagealer und oraler Plattenepithelkarzinome, führt16,41. Wie in Abb. 7A gezeigt, war iNos in der Speiseröhre von IL-1-β-Mäusen sowohl nach 6 als auch nach 12 Monaten im Vergleich zu Wildtyp-Wurfgeschwistern signifikant hochreguliert (p ≤ 0,001). In ähnlicher Weise wurde iNos nach 12 Monaten (p ≤ 0,01) in der Zunge von IL-1β-Mäusen stark exprimiert (Abb. 7B). Die iNOS-Aktivität ist stark mit der Erzeugung reaktiver Stickstoffspezies verbunden, die DNA-Schäden (DNA-Doppelstrangbrüche) und die Entwicklung einer genomischen Instabilität in Tumoren von Menschen und Nagetiermodellen verursachen11,17,18,19. Daher führten wir eine Immunfärbung für γ-H2AX durch, einen etablierten Marker zum Nachweis von DNA-Doppelstrangbrüchen11. Wir beobachteten einen signifikanten Anstieg der absoluten Anzahl von γ-H2AX + ve-Kernen pro 40XHPF im Ösophagusepithel von IL-1β-Mäusen im Vergleich zu WT-Mäusen (12 + ve vs. 1 + ve; P < 0,05) (Abb. 7C – G). ). Prozentual waren etwa 8 % der Plattenepithelzellen in der Speiseröhre von IL-1β-Mäusen positiv für γ-H2AX, verglichen mit weniger als 1 % der Grundwerte bei WT-Mäusen.

iNos-Überexpression und erhöhte DNA-Doppelstrangbrüche (γH2AX-Immunfluoreszenzfärbung) bei IL-1β-Mäusen. (A,B) Hochregulierung von iNos in der Speiseröhre (A) und der Zunge (B) von IL-1β-Mäusen. Der relative mRNA-Spiegel von iNos wurde auf die Expression des Housekeeping-Gens Gapdh normalisiert. Die y-Achsen stellen die mittleren Faltungsänderungen (± Standardabweichung) der mRNA-Spiegel in Bezug auf Wildtyp-Wurfgeschwister dar. n = 10–13 pro Gruppe (nur SPF). (C–G) Repräsentative γH2AX-Immunfluoreszenzbilder aus der Speiseröhre von WT- (C) und IL1β-Mäusen (D, E), n = 5 pro Gruppe – WT (GF und SPF kombiniert) und IL-1β (GF und SPF kombiniert). (C) Grundwerte der nuklearen γH2AX-Expression (Marker für DNA-Doppelstrangbrüche) in normalem Plattenepithel. (D) erhöhte granuläre nukleare γH2AX-positive Färbung im hyperplastischen Plattenepithel. (E) Erhöhte γH2AX-Kernpositivität innerhalb des Plattenepithelkarzinoms der Speiseröhre. (F,G) Stellen Sie Balkendiagramme der durchschnittlichen Anzahl von γH2AX + -Zellen/HPF bzw. ihrer relativen Prozentsätze dar. WT- (n = 5: 3 GF und 2 SPF) und IL-1β-Mäuse (n = 8: 4GF und 4SPF). Maßstabsbalken 100 µM (Panels C–E).

Interleukin-1 beta (IL-1β) ist ein entscheidender Aktivator chronischer Entzündungen und wird von verschiedenen Zellen produziert, darunter aktivierte Makrophagen, myeloische Suppressorzellen (MDSCs), dendritische Zellen und Neutrophile, Fibroblasten und Krebszellen42,43,44. IL-1β fungiert als Krebsförderer und spielt eine Rolle bei der Zellproliferation und -invasion, der Neoangiogenese und der Rekrutierung tumorinfiltrierender Immunzellen42,44,45. Andere Mitglieder der IL-1-Familie wie IL-1α und IL-33 fungieren als Zytokinaktivatoren und nehmen zusammen mit IL-1β zu, während ein anderes Zytokin, der IL-1-Rezeptorantagonist (IL-1RA), als hemmendes Zytokin fungiert43,44 . Das Expressionsniveau von IL-1β wird als prädiktiver Biomarker für orale und ösophageale SCCs korreliert28, und daher ist die Hemmung von IL-1β oder seinen Rezeptoragonisten eine vielversprechende Strategie zur Krebstherapie46.

Transgene ED-L2-IL-1β-Mäuse, die IL-1β überexprimieren, sind ein etabliertes Modell für entzündungsbedingte Barrett-Krankheit wie Metaplasie und GEJ-Tumoren. In diesem Modell wurde gezeigt, dass Gallensäuren (Desoxycholsäure), chemische Karzinogene (z. B. MNU), eine fettreiche Ernährung und das Darmmikrobiom Metaplasie und Tumorentwicklung fördern26,27. Die Überexpression von IL-1β induzierte eine Epithelproliferation in der Speiseröhre und im Magen mit Aktivierung der nachgeschalteten Entzündungssignale, hauptsächlich über die Chemokinwege IL-6/STAT3 und 1L-8/CXCL126,27. Wir definieren nun die ED L2-IL-1β-Mäuse als duales Modell für entzündungsbedingtes Ösophagus-/orales SCC und BE/GEJ-Junction-Adenokarzinom neu. Unsere Daten von IL-1β-Mäusen haben gezeigt, dass die Entwicklung von Plattenepitheldysplasie/SCC der Speiseröhre unabhängig vom mikrobiellen Status war. Dies war auch mit einer erhöhten Ki67- und SOX2-Expression sowie γ-H2AX, einem DNA-Doppelstrangbruchmarker, und erhöhten iNOS-Spiegeln im Gewebe verbunden, was auf inhärente Mechanismen zur Förderung oxidativer Schäden während einer durch IL-1β induzierten chronischen Entzündung hinweist. Die Überexpression von IL-1β in der Speiseröhre und der Zunge ging mit einer starken Rekrutierung von Entzündungszellen und der Expression proinflammatorischer Zytokine einher, was auf eine komplexe Mikroumgebungsdynamik des Gewebes während des Fortschreitens der oralen und ösophagealen Plattenepitheldysplasie/Plattenepithelkarzinomen hindeutet.

Chronische Entzündungen fördern die Sekretion einer Vielzahl entzündungsfördernder und entzündungshemmender Zytokine und verschiedener zellulärer Faktoren mit dynamischen Veränderungen im Phänotyp der rekrutierten Zellen und der Mikroumgebung während der Tumorprogression und einer damit verbundenen schlechten Prognose bei verschiedenen Tumoren, einschließlich Speiseröhrenkrebs47,48,49. Bei menschlichen Patienten wurden Magen-Ösophagus-Refluxkrankheit (GERD), Barrett-Ösophagus (BE), Plattenepitheldysplasie der Speiseröhre und Plattenepithelkarzinom der Speiseröhre (ESCC) mit einem Anstieg entzündlicher Zytokinreize wie IL-1β, IL-6 und IL in Verbindung gebracht -8, IL-17 und TNFα4,6,9,15,48. In unserem IL-1β-Mausmodell des ESCC ist, ähnlich wie bei früheren Beobachtungen in diesem Modell, die von Munch et al.27 im Zusammenhang mit BE-induziertem GEJ-Adenokarzinom festgestellt wurden, das Ösophagus-Zytokin-/Chemokinprofil in der Gewebemikroumgebung in Richtung einer proinflammatorischeren Wirkung verändert Zustand. Verschiedene Chemokine, die für die Rekrutierung verschiedener Arten von Entzündungszellen erforderlich sind, darunter T-Zellen, Granulozyten (Neutrophile und Eosinophile), Makrophagen und regulatorische T-Zellen, waren während der ESCC-Progression in der Speiseröhre der IL-1β-Mäuse erhöht (Abb. 8). Beim menschlichen ESCC sind Zytokine und Chemokine, einschließlich TNFα4, IL-1350, VEGF51, LIF52, CCL11 und CXCL1053, ebenfalls angereichert und korrelieren mit einer schlechten klinischen Prognose. Aufgrund dieser Ähnlichkeiten ahmt unser IL-1β-Mausmodell die Entzündungslandschaft des menschlichen ESCC nach.

IL-1β-Mäuse als Modell für das Fortschreiten des Ösophagus- und Oral-SCC: Die grafische Darstellung zeigt eine Kaskade von Ereignissen bei IL-1β-Mäusen, die durch eine IL1β-Überexpression ausgelöst werden und zu einer Hochregulierung von Entzündungszellen und Zytokinen mit der damit verbundenen Umwandlung von normalem Plattenepithel in Hyperplasie und Dysplasie führen und esophagealer und oraler SCC (Grafische Illustration – Konzeptualisierung, Aufsicht und Bearbeitung durch SM, DA und JGF; erstellt von Wendy Beth Jackelow, Medizinische und wissenschaftliche Illustration).

Tregs, die speziell Foxp3+-Transkriptionsfaktoren exprimieren, gelten als Hauptakteure, die die Funktion von Immuneffektorzellen hemmen, mit potenzieller Schlüsselrolle bei therapeutischen Strategien14,33,34. Treg-Häufigkeit und Foxp3+-Expression in Speiseröhrenkrebszellen korrelieren mit einem schlechten Ergebnis bei Patienten37 und erhöhte Tregs in HNSCC fördern auch die Umgehung der Immunüberwachungsmechanismen des Wirts33. Darüber hinaus reichern sich IL-17A-produzierende Untergruppen von CD4 + T-Zellen in verschiedenen Tumoren an, einschließlich Speiseröhrenkrebs35,48. Es wurde gezeigt, dass immunsuppressive Myeloid Derived Suppressor Cells (MDSCs) in oralen Tumoren/SCCs IL-6, IL-1β, IL-23 und PGE2 sezernieren und die Differenzierung von T-Helfer-17-Zellen (Th17) fördern, was wiederum die Expression aktiviert der Enzyme Stickoxidsynthase (NOS) und Cyclooxygenase 2; All dies führt zu einem anhaltenden entzündlichen Milieu49. Interessanterweise war IL-17A in den IL-1β-transgenen Mäusen deutlich überexprimiert, in Wildtyp-Wurfgeschwistern jedoch nicht nachweisbar, was auf die einzigartige Rolle von IL-17A produzierenden Th17-Zellen bei der Entwicklung von ESCC in unserem Modell schließen lässt. Darüber hinaus ist eine erhöhte Expression von IL-33 mit einem schlechten Überleben bei Patienten mit Speiseröhrenkrebs verbunden38. Im IL-1β-Modell sind Tregs, IL-17A und IL-33 in der Speiseröhre und der Zunge dauerhaft erhöht und erleichtern wahrscheinlich das Fortschreiten des Plattenepithelkarzinoms.

Erhöhte oxidative Stressmediatoren im Gewebe wie reaktive Sauerstoffspezies (ROS) und reaktive Stickstoffspezies (RNS-iNOS und NO) in einem chronischen Entzündungszustand fördern DNA-Doppelstrangbrüche und genomische Instabilität während des Fortschreitens der Plattenepitheldysplasie der Speiseröhre und des Plattenepithelkarzinoms der Speiseröhre bei menschlichen Patienten und Mausmodellen11,17,18,19. SOX2 ist ein wichtiger Biomarker im Hinblick auf das Stadium und die Progression von Plattenepitheldysplasie/Karzinomen, die Tumorinvasivität und die Patientenprognose bei Plattenepithelkarzinomen29,39,40. Eine Überexpression von IL-1β, insbesondere im Drüsenmagen der Maus, führt zu schwerer Entzündung und erhöhtem IL-6 und der daraus resultierenden Aktivierung der Stat3- und NF-κB-Signalwege sowie der Entwicklung eines Magenadenokarzinoms32. Es wurde gezeigt, dass eine Überexpression von SOX2, die synergistisch mit Stat3 über die entzündlichen Zytokine IL-1β und IL-6 wirkt, eine maligne Transformation von basalen Plattenepithelzellen von Mäusen und Menschen verursacht und Plattenepithelkarzinome im Vormagen der Maus induziert29.

In den meisten chemischen Karzinogenesestudien an Nagetieren mit 4-NQO wurden bei beiden Geschlechtern im Alter von 24 bis 66 Wochen Ösophagustumoren/ESCC sowie orale Plattenepithelkarzinome induziert20,21,22. In einer kombinierten Co-Karzinogen-Mausstudie mit 4-NQO und Arecolin, zwei wichtigen Karzinogenen im Zusammenhang mit Tabak bzw. Betelquid, wurde gezeigt, dass IL-1β durch sekundäre assoziierte Entzündungen während der verschiedenen Stadien der oralen Karzinogenese hochreguliert wird54. Alkohol und Zigarettenrauchen können auch synergistische, toxische Auswirkungen auf die Förderung beim Menschen haben, indem sie genetische und epigenetische Veränderungen fördern, einschließlich der Bildung von DNA-Addukten und DNA-Schäden7. Interessanterweise führt die orale 4-NQO-Behandlung bei Mäusen nicht unbedingt zur Entwicklung von Tumoren/Plattenepithelkarzinomen im Plattenepithelmagen im Vordermagen55, ein Merkmal, das auch im Plattenepithelmagen unserer IL-1β-Mäuse beobachtet wurde. Dieser Mangel an Tumorförderung im Plattenepithel des Magens ist rätselhaft, da bekannt ist, dass die L2-IL-1β-Mäuse IL-1β im Plattenepithel der Speiseröhre und des Magens überexprimieren26. Wir führen das Fehlen von Dysplasie/SCC im Plattenepithelmagen auf eine oder mehrere Möglichkeiten zurück, darunter eine höhere Widerstandsschwelle des Plattenepithels des Magens der Maus, eine Schädigung durch inhärente Anpassung an einen hohen Magen-pH-Wert im Vergleich zum tubulären Ösophagus, phänotypische Stammzellunterschiede basierend auf der anatomischen Lage, und Unterschiede im Mikrobiom und in Entzündungsmediatoren, die alle die Tumorprogression im Plattenepithelmagen gehemmt haben könnten.

Die in unserer Studie beschriebenen L2-IL-1β-Mäuse zeichnen sich durch einen robusten entzündlichen Phänotyp aus, ein Merkmal, das zunehmend als Schlüsselfaktor für die Prognose menschlicher Plattenepithelkarzinome im Kopf- und Halsbereich sowie im Mund- und Speiseröhrenbereich gilt33,36,38,41 ,42,45. Bemerkenswert ist, dass diese Studien die Rolle von Granulozyten (Eosinophilen und Neutrophilen), T-Zellen, einschließlich regulatorischer T-Zellen, Makrophagen und B-Zellen innerhalb von Tumoren und über den Blutkreislauf oder in assoziierten Lymphknoten als Prädiktoren für die Krankheitsprognose und das Ansprechen auf Therapien hervorgehoben haben. Interessanterweise ähnelt der entzündliche Phänotyp des Plattenepithelkarzinoms der Speiseröhre bei L2-IL-1β-Mäusen dem, der im bedingten KO-Modell p120 ctn (Catenin) des Plattenepithelkarzinoms der Speiseröhre beobachtet wurde, bei dem Schlüsselfaktoren wie GM-CSF, M-CSF, MCP- 1 und TNFα werden zusammen mit der Infiltration unreifer myeloischer Zellen und Desmoplasie innerhalb der Tumormikroumgebung hochreguliert24. Bei p120-ctn-bedingten Knockout-Mäusen entwickeln sich Plattenepitheldysplasien und Neoplasien in der Speiseröhre und im Plattenepithelmagen in vergleichbarer Weise wie bei unseren L2-IL-1β-Mäusen im Alter von 9–12 Monaten. Eine Metaplasie vom BE-Typ oder ein GEJ-Drüsendysplasie/Adenokarzinom wurde in diesem Modell jedoch nicht dokumentiert24. Bei den ED-L2/Klf4-Mäusen25 ist das Fortschreiten der Plattenepitheldysplasie der Speiseröhre zu einem offensichtlichen invasiven ESCC viel langsamer und ESCC werden typischerweise nach etwa 2 Jahren beobachtet, im Gegensatz zu unserem L2-IL-1β-Modell, bei dem ESCC typischerweise nach 10–12 Monaten beobachtet wird volljährig. Im Vergleich zu den beiden gut charakterisierten GEM-Modellen von ESCC24,25 bietet das L2-IL-1β-Mausmodell den einzigartigen Vorteil, dass es ein rein entzündungsgesteuertes Doppelmodell für die Entwicklung von ESCC- und BE/GEJ-Adenokarzinomen bei denselben Tieren ist.

Während eine beträchtliche Anzahl von Menschen ausschließlich entweder ESCC oder BE entwickeln, gibt es viele Berichte über sporadische Fälle von aggressiven Kollisionstumoren beim Menschen, bei denen Personen gleichzeitig sowohl ESCC als auch BE/Adenokarzinom entwickelten56,57,58,59. Die molekularen Mechanismen, durch die sich beide Tumorarten bei denselben Patienten entwickeln, wurden jedoch nicht erforscht56,57,58,59. Angesichts der Tatsache, dass unsere transgenen L2-IL-1β-Mäuse sowohl BE/GEJ-Adenokarzinome als auch ESCC entwickeln, bietet dies die Möglichkeit, die unterschiedlichen molekularen Mechanismen dieser beiden unterschiedlichen translatorisch relevanten Phänotypen, die die beiden häufigsten Speiseröhrenkrebsarten beim Menschen darstellen, weiter aufzuklären.

Basierend auf epidemiologischen Daten und experimentellen Studien wird angenommen, dass sowohl das orale als auch das Darmmikrobiom eine Rolle bei der Karzinogenese des Magen-Darm-Trakts, einschließlich oraler und ösophagealer Plattenepithelkarzinome, spielen3,8,10,12. Frühere Daten von 1L-1β-Mäusen, die in einer anderen Einrichtung gehalten wurden, dokumentierten eine Abschwächung der GEJ-Dysplasie und Tumorentstehung unter keimfreien (GF) Bedingungen und dass dieser Effekt durch eine fettreiche Diät (HFD) über fäkale mikrobielle Veränderungen verstärkt wurde27. Ebenso zeigten in unserer Studie die GEJ und die Magenkardia/der proximale Korpus von IL-1β-Mäusen im GF-Zustand abgeschwächte Gesamtwerte für den histopathologischen Index im Vergleich zu SPF-Zuständen, obwohl die Dysplasiegrade (Säulen-/Drüsentyp) in beiden Zuständen ähnlich waren. Interessanterweise zeigten in unserer Studie IL-1β-Mäuse, die sowohl unter SPF- als auch unter GF-Bedingungen gezüchtet wurden, ähnliche Grade/Inzidenzen von Plattenepitheldysplasie der Speiseröhre und ESCC-Entwicklung. In ähnlicher Weise zeigten in einer anderen Studie mit 4-Nitrochinolin behandelte GF- und SPF-Mäuse eine vergleichbare orale und ösophageale Tumorentstehung23.

Zusammenfassend haben wir gezeigt, dass die L2-IL-1β-Mäuse zusätzlich zum zuvor beschriebenen Phänotyp der Barrett-Ösophagus-ähnlichen Metaplasie dazu neigen, spontan ösophageale und orale Plattenepithelkarzinome zu entwickeln26,27. In diesem Modell löst die Überexpression von IL-1β eine proinflammatorische Kaskade mit einer Hochregulierung verschiedener Zytokine/Chemokine und der Rekrutierung von Entzündungszellen aus, was zu epithelialen oxidativen DNA-Schäden und fortschreitenden Veränderungen von Plattenepithelhyperplasie, Dysplasie und Plattenepithelkarzinomen führt (Abb. 8). Das IL-1β-Mausmodell dient somit als wertvolles Werkzeug von translationaler Bedeutung, das in zukünftigen Studien die Analyse potenzieller synergistischer Pfade bei längerer Entzündung und Karzinogenexposition bei der multifaktoriellen Ätiopathogenese von BE und SCC in der Speiseröhre und SCC der Mundhöhle ermöglichen könnte.

Alle relevanten experimentellen Daten werden im Haupterzähltext und/oder im Zusatzmaterial präsentiert oder zusammengefasst. Rohdatendateien und zusätzliche Bilder, die im Rahmen der Studie erfasst wurden, sind auf Anfrage bei den Autoren (SM, DA, ZG und JGF) erhältlich.

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Diese Arbeit wurde durch NIH-Zuschüsse an TCW (2 U54CA163004, 1 R35CA210088) und JGF (P30-ES002109) unterstützt. SM, DA und JGF konzipierten und planten die Experimente. SM und DA führten die Experimente durch. SM trug zur histopathologischen Analyse bei. SM, YF und SMG trugen zur Immunhistochemie und -analyse bei. DA und ZG trugen zu qRT-PCR-Assays und -Analysen bei. SM übernahm die Federführung beim Verfassen des Manuskripts und DA verfasste die molekularen Datenabschnitte des Manuskripts. JGF, MTW, HN, AKR und TCW gaben kritisches Feedback und überprüften das Manuskript. Die Autoren danken Alexandra Aguilar und Dylan Puglisi von der Abteilung für Vergleichende Medizin (DCM) des MIT für technische Unterstützung beim Koloniemanagement und bei Maus-Autopsieprotokollen sowie bei Parisa Zarringhalam für die Manuskripterstellung. Wir danken auch dem Histologie-Kern des MIT-DCM für technische Dienste. Besonderer Dank geht an die Pathologen der Fakultät, Dr. Andres Kelin-Szanto, MD., Fox Chase Cancer Center, Dr. Vikram Deshpande, MD., Massachusetts General Hospital und Dr. Omar Yilmaz, MD., MIT Koch Institute, für ihre fachkundige Pathologieberatung eine kleine Untergruppe von Tieren.

Diese Autoren trugen gleichermaßen bei: Sureshkumar Muthupalani und Damodaran Annamalai.

Abteilung für Vergleichende Medizin, Massachusetts Institute of Technology, 77 Massachusetts Avenue, 16-825C, Cambridge, MA, 02139, USA

Sureshkumar Muthupalani, Damodaran Annamalai, Yan Feng, Suresh M. Ganesan, Zhongming Ge, Mark T. Whary und James G. Fox

StageBio, 5930 Main St, Mount Jackson, VA, 22842, USA

Sureshkumar Muthupalani

Abteilung für Verdauungs- und Lebererkrankungen und Herbert Irving Cancer Research Center, Columbia University College of Physicians and Surgeons, New York, NY, 10032, USA

Hiroshi Nakagawa, Anil K. Rustgi und Timothy C. Wang

Abteilung für Biotechnik, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, 02139, USA

James G. Fox

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SM, DA und JGF konzipierten und planten die Experimente. SM und DA führten die Experimente durch. SM trug zur histopathologischen Analyse bei. SM, YF und SMG trugen zur Immunhistochemie und -analyse bei. DA und ZG trugen zu qRT-PCR-Assays und -Analysen bei. SM übernahm die Federführung beim Verfassen des Manuskripts und DA verfasste die molekularen Datenabschnitte des Manuskripts. JGF, MTW, HN, AKR und TCW gaben kritisches Feedback und überprüften das Manuskript.

Korrespondenz mit Sureshkumar Muthupalani oder James G. Fox.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Muthupalani, S., Annamalai, D., Feng, Y. et al. Transgenes IL-1β-Mausmodell eines entzündungsbedingten Plattenepithelkarzinoms der Speiseröhre und des Mundes. Sci Rep 13, 12732 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-39907-8

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Eingegangen: 11. März 2023

Angenommen: 02. August 2023

Veröffentlicht: 05. August 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-39907-8

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