Heme catabolism by tumor-associated macrophages controls metastasis formation

分解代谢 癌症研究 转移 化学 巨噬细胞 免疫学 血红素 细胞生物学 生物 生物化学 癌症 新陈代谢 体外 遗传学
作者
Francesca Maria Consonni,Augusto Bleve,Maria Grazia Totaro,Mariangela Storto,Paolo Kunderfranco,Alberto Termanini,Fabio Pasqualini,Chiara Alì,Chiara Pandolfo,Francesco Sgambelluri,Giulia Grazia,Mario Santinami,Andrea Maurichi,Massimo Milione,Marco Erreni,Andrea Doni,Marco Fabbri,Laura Gribaldo,Eliana Rulli,Miguel P. Soares
出处
期刊:Nature Immunology [Nature Portfolio]
卷期号:22 (5): 595-606 被引量:90
标识
DOI:10.1038/s41590-021-00921-5
摘要

Although the pathological significance of tumor-associated macrophage (TAM) heterogeneity is still poorly understood, TAM reprogramming is viewed as a promising anticancer therapy. Here we show that a distinct subset of TAMs (F4/80hiCD115hiC3aRhiCD88hi), endowed with high rates of heme catabolism by the stress-responsive enzyme heme oxygenase-1 (HO-1), plays a critical role in shaping a prometastatic tumor microenvironment favoring immunosuppression, angiogenesis and epithelial-to-mesenchymal transition. This population originates from F4/80+HO-1+ bone marrow (BM) precursors, accumulates in the blood of tumor bearers and preferentially localizes at the invasive margin through a mechanism dependent on the activation of Nrf2 and coordinated by the NF-κB1–CSF1R–C3aR axis. Inhibition of F4/80+HO-1+ TAM recruitment or myeloid-specific deletion of HO-1 blocks metastasis formation and improves anticancer immunotherapy. Relative expression of HO-1 in peripheral monocyte subsets, as well as in tumor lesions, discriminates survival among metastatic melanoma patients. Overall, these results identify a distinct cancer-induced HO-1+ myeloid subgroup as a new antimetastatic target and prognostic blood marker.
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