负载肺癌A549抗原的树突状细胞对细胞因子诱导的杀伤细胞特异性激活研究
发布时间:2024-11-02
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中国慢性病预防与控制2008年2月第16卷第1期ChinJPrevContrChronNon-communDis,February2008,Vol.16,No.1
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【论著】
文章编号:1004-6194(2008)01-0023-04
负载肺癌A549抗原的树突状细胞对细胞因子诱导的
杀伤细胞特异性激活研究
苏征1,张灏1,李欣2,汤华2
摘要:目的
观察负载肺癌A549抗原的树突状细胞(DC)对细胞因子诱导的杀伤细胞(CIK)特异性肿瘤杀伤活性的作用。
方法由正常人富含淋巴细胞白膜分离、细胞因子诱导制备DC细胞和CIK细胞。用流式细胞术分析DC细胞和CIK细胞的表型。经混合淋巴反应和体外细胞毒性实验观察负载A549抗原的DC对CIK具有特异性激活作用。结果表型分析显示,
CIK细胞以CD3+CD56+自然杀伤细胞为主,成熟DC细胞高表达CD40、CD80、CD86和HLA-DR,并可刺激CIK细胞的增殖诱
导混合淋巴反应,而负载A549抗原的DC细胞能显著增强CIK细胞特异性杀伤靶细胞的能力(P<0.05)。小鼠注射CIK、 DC (70.17±CIK和AgDCCIK后的肿瘤直径分别为(65.34±12.33)、13.26)和(36.79±9.19)mm,后者的抗肿瘤作用较高(P<0.05)。结论抗原负载的DC细胞可活化CIK细胞,并使其具有特异性杀伤肿瘤细胞的能力。
关键词:树突状细胞;细胞因子诱导的杀伤细胞;激活中图分类号:R73
文献标识码:A
Cytokine-inducedKillerCellActivationbyDentriticCellsLoadedwiththeTumorAntigenfromHumanLungCancerCellLineA549Tianjin300070,China
Abstract:ObjectiveToexplorethespecificanti-tumoreffectofcytokine-inducedkillercell(CIK)activationbydentriticcells
SUZheng,ZHANGHao,LIXin,etal.TheBasicMedicineDepartment;TianjinMedicalUniversity,
(DC)loadedwiththetumorantigenfromhumanlungcancercelllineA549.MethodsCIKsandDCsderivedfromthehealthdonor'speripheralbloodmonocyte(PBMC)wereisolatedandinducedbythecytokineinvitro.DCsweregeneratedbycultureofad-herentcellsfromPBMCfor7daysinthepresenceofIL-4andGM-CSF.CIKsweregeneratedbycultureofnon-adherentcellsfor7or14daysinthepresenceofINF-γ,IL-2,IL-1α,andmouseanti-humanCD3monoclonalantibody.ThephenotypeofDCandCIKwasanalyzedbyFCM.TheactivityofDCwasevaluatedbyMLR;andthecytotoxicityofCIKwasassayedbyMTT.TheCIKexpres-sionprofileofcytokineandsignaltransductiongenesweredetectedbytheDNAmicro-arrayunderdifferentcircumstances.ResultsPhenotypicanalysisindicatedthatCD3+CD56+NKTcellswerepredominantintheCIKcellsgeneratedinthecurrentstudy,andthatDCcellsexpressedhighlevelsofCD40,CD80,CD86andHLA-DR.AsdemonstratedbyMTTassay,theCIKcellsproliferatedrapidly,andtheDCcellswereabletoinduceanMLR.Bothantigen-pulsedandunpulsedDCstimulatedtheproliferationofCIKcells,andnosignificantdifferencewasfoundbetweenthetwokindsofDCcells.UnpulsedDCcellsdidnotenhancecytotoxicityme-diatedbyCIKcellseventhoughtheywereabletostimulateCIKproliferation.Antigen-pulsedDC,however,stimulatedCIKcellstospecificallykilltargetcells.Thespecificantitumoreffectwasalsoobservedinnudemicebearingtumors.ConclusionOneofthemajoreffectsofantigen-pulsedDCistoactivateCIKcellsandtomakethemspecificinkillingtumorcells.
Keywords:Dendriticcells;Cytokineinducedkillers;Activation
肺癌是世界范围内最常见的癌症,其发病率与死亡率之比约为1.08:1,是癌症死亡的主要原因之一。免疫活性细胞注射的过继治疗是肿瘤生物治疗研究的热点之一。其中负载肿瘤相关抗原的树突状细胞(dendriticcells,DC)对细胞因子诱导的杀伤细胞
基金项目:天津市重点攻关项目资助(023111511-8,033181988)作者单位:1.天津医科大学基础医学院实验中心,天津医科大学生命科学中心,天津
(cytokineinducedkillers,CIK)由于增殖更快、杀伤活性更强,因而具有广泛的应用前景。然而国内外有关共培养DC-CIK的报道主要集中在对白血病的研究中,对其他细胞的研究较少,实验中的靶细胞又多采用自体肿瘤细胞,研究内容也停留在共培养细胞的杀伤活性上,对其机制的研究不足〔1,2〕。此外,相关体内及临床研究开展的较少,局限了共培养DC-CIK的应用范围。因此,笔者进行了DC激活的CIK细胞杀伤活性分析。本研究不仅可促进CIK细胞激活机制的研究,而且对DC细胞和CIK细胞的应用研究也具有推动作用。
300070;2.天津
300070
作者简介:苏征(1970-),女,天津市人,主管技师,硕士,从事细胞免疫学研究。
通讯作者:汤华。电话:(022)23542503,E-mail:tanghua@yahoo.com
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中国慢性病预防与控制2008年2月第16卷第1期ChinJPrevContrChronNon-communDis,February2008,Vol.16,No.1
1材料与方法1.1材料
1.1.1试剂和仪器
正常人富含淋巴细胞白膜来自天
1.2.4MTT法检测混合淋巴细胞增殖反应(MLR)将TAA冲击的DC(S1)和未进行冲击的成熟DC(S2)作为2种刺激细胞,调整细胞数为1×105/ml和0.5×105/ml,
加入丝裂霉素C25ug/ml,37℃孵育45min,自体淋巴细胞(R1)与同种异体淋巴细胞(R2)数为1×106/ml,效靶比为10:1和20:1接种96孔板。MTT法检测,于酶标仪上读取570nmOD值,并按照下列公式计算刺激指数(SI):
SI=实验组OD值/(反应细胞对照组OD值+刺激细胞对照组OD值)〔6〕
津市血液中心;淋巴细胞分离液(比重1.077±0.002)为天津血液研究所公司产品。试剂:rhGM-CSF(特尔立,厦门特宝生物工程有限公司)、rhIL-4(PEPROTECH)、
rhTNF-a(R&D美国)、rhIL-2(北京四环制药)、rhIL-1
鼠抗人CD3单抗(R&D美国)、rhIFN-α(深圳,丽珠制药)、
(Promega),标记有FITC-CD1a、CD83、CD80、CD40、HLA-
DR、CD4和PE-CD86、RD1-CD8、PC5-CD3鼠抗人单克
隆抗体,FITC和PE标记的IgG羊抗鼠单克隆抗体以及标准品Cyto-Comp均为法国Immunotech产品。流式细胞仪:BECKMAN-COULTERXL100(BD公司)。
1.2.5
CIK细胞和特
异性DC诱导的CIK细胞,用含IL-1、CD3单抗、IL-2
体外特异性杀伤试验(MTT法)
的完全培养液调至2×106/ml、1×106/ml作为效应细胞;以A549、用完全培养液调至Calu-6、803细胞为靶细胞。
1.1.2细胞系与实验动物A549肺癌细胞系、Calu-6
1×105/ml,效靶比为20:1,10:1。效应细胞和靶细胞各
用100ul/孔,加入96孔板。37℃、5%CO2孵箱培养48h。
〔6〕
。计算杀伤率:MTT法测波长570nm处的吸光度
杀伤率(%)=(1-实验孔均值-效应对照孔均值)×100%
靶细胞对照孔均值
肺癌细胞系、803胃癌细胞系由天津肿瘤医院中心实验室提供。6周龄BALB/C裸鼠16只(雌雄各半)购自北京动物研究所,由天津医科大学动物中心采用无菌条件饲养。
1.2方法
1.2.1外周血DC和CIK细胞体外培养将新鲜抗凝白膜(1单位)用淋巴细胞分离液分离,获取单个核细胞,将细胞浓度调至4×106/ml,加入6孔板置37℃、5%CO2孵育箱中贴壁孵育2h。CIK细胞的培养:将非贴壁细胞及培养液一同吸出,计数,离心1500rpm5min,弃去上清后加入完全培养基。加入INF-γ(1000U/ml),24h后添加IL-2(300U/ml)、(100U/ml),鼠抗人CD3IL-1α单抗(0.1μ每3~g/ml)。4d等量扩增,所加因子同上。DC细胞的培养:将贴壁细胞加入完全培养基(1640+10%FBS)和IL-4160ng/ml、GM-CSF100ng/ml。于37℃、5%CO2孵育箱中培养7d(分离细胞的当天计为0d)。在第3d时取出贴壁的细胞进行半量换液,吸取一半培养液,加入适量的培养液,再补加IL-4和GM-CSF继续培
〔3,4〕
养。第6d在DC悬液中添加TNF-α。(20ng/ml)
1.2.2TAA冲击的DC诱导CIK细胞A549肺癌细胞株反复置于-80℃室温快冻慢融5次。2000rpm离心1min使细胞碎片沉淀。用0.22μm的滤器过滤后,用考马斯亮兰法测定蛋白浓度,-80℃保存,作为肺癌细胞抗原备用。在培养DC的第4d,在DC培养体系中加入肿瘤抗原(100μg/ml);在培养DC的第7d,将经过抗
〔3-5〕
原冲击的DC与CIK细胞按1:5的比例混合培养。1.2.3DC及CIK细胞表型分析用培养第7d的成熟DC、培养第14d的负载抗原的DC和培养第7、14d
的CIK,计数后取1×105个细胞加入待测管。DC细胞细胞中加入CD1a、CD83、CD86、HLA-DR及同型对照,
1.2.6体内抑瘤效果检验取6周龄BALB/C裸鼠16只
(雌雄各半)分为4组,每组雌雄各2只,将1×106个A549肺癌肿瘤细胞接种于小鼠双侧腹股沟皮下,待肉
眼可见小鼠皮下长瘤后注射效应细胞治疗。分别于接种瘤细胞后的第3、7、10、15d经瘤周注射1×107/0.2ml CIK、DCCIK、AgDCCIK细胞,对照组注射0.2ml生理盐水,于初次注射效应细胞5周后,测肿瘤直径并杀鼠取瘤,比较其抑瘤作用。
1.3统计学处理采用SPSS11.0统计软件包进行分析。
2结果
2.1正常外周血DC的形态变化
贴壁2h的单核细
胞表现为形态不规整的类圆形轻微贴壁细胞。在细胞因子作用24h后细胞仍轻微贴壁,细胞体积及形态未见明显改变。培养3d时,显微镜下可见少量的悬浮细胞和散在的细胞,细胞呈集簇生长。培养7d时,悬浮的细胞明显增多,以散在的细胞为主,细胞体积增大,部分细胞可见表面由毛刺状的突起,呈不规则的树突状,并可见贴壁的巨噬细胞。见图1、2。
CIK细胞中加入FITC-PE标记的鼠抗人CD3、CD56,
利用流式细胞仪分析细胞表型。
图1培养3d时DC细胞的形态
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100.080.0杀伤率(%)
10:120:1
60.040.020.00.0
A549
Calu-6
803
图2培养7d时DC细胞的悬浮状态
图4两种效靶比AgDC对不同瘤细胞杀伤率的比较
2.2
化
成熟DC及经抗原刺激成熟DC的表型变PBMC、2.5CIK的体内抗肿瘤作用与注射生理盐水的对照
PBMC在GM-CSF和IL-4以及促成熟细胞因子
TNF-α的作用下呈现典型的成熟DC表型,即高水平
表达CD1a、CD40、CD80、CD83、CD86、HLA-DR,而代表单核细胞的表面标志CD14下降。抗原负载的DC表面标志则进一步升高,CD14水平继续下降。培养7d和14dCIK细胞表达CD3+CD56+表型细胞的大量增殖。见图3。
100.080.0
单核细胞
组比较,CIK细胞组、DCCIK细胞组、AgDCCIK细胞组抗肿瘤作用差别有统计学意义(P<0.05)。表明3种处理方法均对肺癌小鼠模型具有治疗作用。CIK细胞组的抗肿瘤作用与DC CIK细胞组无差别(P>0.05),表 明DC不能增强CIK的抗肿瘤作用。而AgDCCIK细胞组的抗肿瘤作用高于CIK组和DC CIK组(P<0.05)。 小鼠注射CIK、DCCIK和AgDCCIK后的肿瘤直径见表1。
7d成熟的DC经过抗原诱导的DC
表1
对照
标志率(%)
小鼠注射CIK、 DCCIK和AgDCCIK后的肿瘤直径
组别
数目
直径(±s,mm)
5865
123.06±20.3165.34±12.33ab70.17±13.26ab36.79±9.19a
60.040.020.00.0
CIK DCCIK AgDCCIK
注:a与对照组比较,b与Ag DCCIK组比较,经t检验,P<0.01。
3
CD1a
CD83
CD80
CD86
CD40
CD14HLA-DR
表面标志
讨论
生物治疗中免疫活性细胞注射是目前治疗肿瘤的
图3不同状态下DC表面标志的变化
一个重要领域,其中DC与CIK细胞的肿瘤免疫治疗作为两个主要部分,前者识别病原体、激活获得性免疫系统,后者通过发挥自身细胞毒性与分泌细胞因子杀伤肿瘤细胞。二者联合确保了一个高效的免疫反应的
〔6〕
完成。
2.3混合淋巴细胞增殖实验未经Ag冲击的DC
与经Ag冲击后的DC都能刺激同种异体T淋巴细胞增殖活性,而刺激自体T淋巴细胞增殖很弱。经Ag冲击的DC对刺激异体淋巴细胞增殖的能力更强。
本研究在体外杀伤实验中采用了3种不同的肿瘤细胞系,其中A549和Calu-6为肺癌细胞系,803为胃癌细胞系;肿瘤抗原为A549细胞的裂解物。结果表明,CIK可有效杀伤3种靶细胞,但对3种靶细胞的杀伤作用无差别(P>0.05),表明CIK细胞的杀伤作用是非特异性的。未负载抗原的DC可促进CIK细胞的增殖,但不能使CIK细胞的杀伤活性进一步增强。这可能与不同的靶细胞对CIK细胞的敏感性不同或与靶细胞的细胞学特性有关,例如黏附分子表达水平较低,不能与CIK细胞形成稳定的结合,但尚需进一步证实。CIK细胞由负载抗原的DC细胞激活后,对A549细胞的杀伤作用增强(P<0.05),而对另外2种靶细胞的杀伤作用未见明显增加,表明抗原负载的DC可使另外,体内肺CIK细胞获得特异性杀伤靶细胞的能力。
2.4体外细胞毒试验结果以A549肿瘤细胞裂解物
为抗原刺激DC细胞和未经刺激的DC细胞诱导的
CIK细胞及单纯CIK细胞作为效应细胞,比较其杀
伤A549、Calu-6、803肿瘤细胞的作用。结果DC/A549抗原诱导的CTL在效靶比为10:1时,对A549靶细胞具有明显杀伤作用(P<0.05);对Calu-6靶细胞和803靶细胞也有杀伤作用,但杀伤作用较
低。而单纯CIK细胞及单纯DC诱导的CIK细胞对
3种靶细胞的杀伤活性较低,且差别无统计学意义(P>0.05)。当效靶为20:1时,可进一步提高杀伤率,
但不能改变DC/A549抗原诱导的CIK细胞杀伤特异性。见图4。
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癌动物模型的观察也获得了类似的结果:CIK细胞和由未负载抗原的DC细胞激活的CIK细胞对肿瘤的生长均具有显著的抑制作用,但二者抑制肿瘤生长的作用无差别(P>0.05)。而由抗原负载的DC细胞激活的
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CIK细胞抑制肿瘤生长的作用增强,表明由抗原负载
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T淋巴细胞增殖的能力;(2)DC表面有大量的树突状
突起,使之有利于大量接触抗原并提呈给T淋巴细胞;(3)DC高表达MHCI、II类分子和CD80/CD86等共刺激分子,为T淋巴细胞充分活化提供信号刺激;(4)DC分泌IL-12等多种细胞因子,促进Th0细胞分化为Th1细胞,从而诱导Th1型细胞介导的免疫反应,并可维持和增强CTL的活性
〔3,7〕
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〔8,9〕
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(收稿日期:2007-10-18;修回日期:2008-01-09)
(本文编辑:黄丽媛)
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【知识园地】
怎样正确理解血糖生成指数
食物中的碳水化合物进入人体后经过消化分解成单糖,而后进入血液循环,进而影响血糖水平。由于食物进入胃肠道后消化速度不同,吸收程度不一致,葡萄糖进入血液速度有快有慢,数量有多有少,因此即使含等量碳水化合物的食物,对人体血糖水平影响也不同。专家提出用“食物血糖生成指数”(GI)的概念来衡量某种食物或膳食组成对血糖浓度影响的程度。一般而言,食物血糖生成指数大于70为高GI食物,小于55为低GI食物,55~豆类、乳类、蔬菜是低GI食物,而馒70为中GI食物。薯类、水果常因品种和加工方式不同特别是其中的膳食纤维的含量发生变化,而引起其GI的头、米饭是高GI食物。谷类、变化。最初食物血糖生成指数适用于糖尿病患者选择富含碳水化合物类食物的参考依据,现在广泛用于肥胖者和代谢综合征患者的膳食管理以及健康人群的营养教育中。
什么是营养强化食品
食物营养强化,就是在食物加工过程中人为地加入一些人体所必需的,但在日常膳食中又易缺乏的营养素,以保证人体的营养需要。在食品加工过程中经过这种人为添加了营养素的食品就称为营养强化食品。目前世界上已有60多个目前正在启动的食物强国家通过立法的形式实行了食物营养强化。我国从20世纪90年代起就实行了食盐加碘的强化。化方案有:在大米、面粉中强化维生素B1、维生素B2、烟酸、叶酸、钙、铁,在食用油中强化维生素A,在酱油中强化铁等。另外在市场上见到的还有许多添加了钙、铁、锌及维生素A或维生素D的食品也都属于强化食品。对基础食物实行营养强化是改善人们营养素不足,主要是微量营养素不足的途径之一,人们可根据自身的生理特点和营养需求来选择适当的营养强化食品。
(摘自《中国居民膳食指南》)
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