Method Article
* These authors contributed equally
نحن هنا وصف طريقة لتفعيل وتوسيع خلايا NKT من معظم السكان الخلية باستخدام خلايا T مستضد تقديم الاصطناعي (AAPC). استخدام CD1d القائم على AAPC يوفر طريقة موحدة لتوليد أعداد كبيرة من الخلايا NKT الوظيفية.
الطبيعية القاتلة T (NKT) الخلايا هي مجموعة فرعية من الخلايا T فريدة من نوعها التي تعرض علامات مميزة لكلا القاتلة الطبيعية (NK) الخلايا وخلايا T 1. على عكس الخلايا T الكلاسيكية، وخلايا الدهون NKT الاعتراف مستضد في سياق CD1 جزيئات 2. الخلايا NKT إبداء ثابتة إعادة ترتيب سلسلة TCRα: Vα14Jα18 في الفئران والبشر في Vα24Jα18، الذي يرتبط مع سلاسل Vβ التنوع محدودة 3-6 و ويشار إليه على أنه الكنسي أو ثابتة خلايا (ط NKT) NKT. مماثلة لخلايا T التقليدية، وخلايا CD4 NKT تطوير من CD8-T-التوتة خلايا السلائف بعد إشارات مناسبة من CD1d 7. وزادت القدرة على الاستفادة من الخلايا لأغراض علاجية NKT بشكل كبير مع القدرة على تحفيز وتوسيع خلايا NKT مع Galactosylceramide-α (α-GalCer) ومجموعة متنوعة من السيتوكينات 8. الأهم من ذلك، احتفظت هذه الخلايا الأصلية phenotypه، السيتوكينات يفرز، وظيفة السامة للخلايا ضد عرض خطوط الخلايا السرطانية. وهكذا، الخلايا خارج الجسم الموسعة NKT تبقى وظيفية، ويمكن استخدامها لعلاج مناعي بالتبني. ومع ذلك، فقد اقتصرت القائمة على الخلية NKT العلاج المناعي عن طريق استخدام خلايا مستضد ذاتي تقديم وكمية ونوعية هذه الخلايا يمكن أن تختلف إلى حد كبير مشجعا. تم الإبلاغ عن الوحيدات المستمدة من DC مرضى السرطان للتعبير عن انخفاض مستويات جزيئات costimulatory وإنتاج السيتوكينات الالتهابية أقل 9،10. في الواقع، وقد استخدمت DC الفئران بدلا من APC ذاتي لاختبار وظيفة الخلايا من المرضى NKT CML 11. ومع ذلك، لا يمكن إلا أن هذا النظام يستخدم لاختبار في المختبر حيث لا يتم توسيع الخلايا NKT بواسطة DC الفئران وتستخدم بعد ذلك لعلاج مناعي بالتبني. وهكذا، يمكن لنظام موحد يعتمد على خلايا مستضد تقديم الاصطناعي (AAPC) تنتج على المؤثرات المحفزة للDC بدون مطبات أو ألو م أعضاء غير بشريةLLS 12 و 13. هنا، نحن تصف طريقة لتوليد CD1d القائم على AAPC. منذ إشراك مستقبلات الخلايا T (TCR) من CD1d مستضد المجمعات شرط أساسي لتنشيط الخلايا NKT، مستضد: مجمعات CD1d-IG توفر طريقة موثوق بها لعزل وتنشيطها وتوسيع المستجيب السكان الخلية NKT.
1. جيل من AAPC
2. CD161 + عزل خلايا + CD3
3. AAPC بوساطة توسيع NKT الخليوي
4. اختبار وظيفية: AAPC بوساطة تحفيز خلايا NKT
هنا نحن تصف طريقة لتوليد CD1d-IG AAPC القائمة، التي أدلى بها توصيل التساهمية من CD1d-الإيج ومكافحة CD28 ماب لالخرز المغناطيسي لتحفيز خلايا NKT كوسيلة من وسائل موحدة لنشر خلايا NKT (الشكل 1): أولا، يجب على المرء أن تثبت أن يجمد والبروتينات الانصهار ثابت CD1d-الإيج على سطح من الخرز المغناطيسي. كما هو مبين في الشكل 2A، CD1d IG-CD28-ومكافحة وأعرب كل من الأجسام المضادة على سطح حبات المغناطيسي. دراسة القدرة تنشيطية للAAPC، ونحن الخلية NKT المشترك مع مثقف hybridomas AAPC بين عشية وضحاها، supernatants الثقافة وتحصد قياس إنتاج IL-2 بواسطة ELISA. وجدنا أن CD1d-IG مقرها AAPC كانت قادرة على تحفيز الخلايا hybridomas NKT عند مستويات مساوية أو أعلى من نظرائهم الخلوية (الشكل 3، والبيانات لا تظهر). ومن المثير للاهتمام، وجدنا أن يتم تحفيز الخلايا لدينا hybridomas الماوس NKT من AAPC CD1d الانسان ومقرها (FIجوري 2B)، الذي يوفر طريقة بسيطة لاختبار كل دفعة من AAPC.
وبعد ذلك، سعينا لإثبات إمكانية نشر AAPC، عزل الخلايا T وبالتالي الإنسان من الدم المحيطي. الأول كان CD161 + إثراء CD3 + T الخلية جزء من فصل حبة المغناطيسي. ثم، وحفز الخلايا T-α كل أسبوعين مع GalCer محملة AAPC. الأهم من ذلك، وجدنا أنه حتى مع الانخفاض النسبي الأولية سكان الخلية NKT (0.03٪)، كنا قادرين على توسيع الخلايا ل67٪ ~ Vα24 + Vβ11 + (الشكل 3). قمنا بتوسيع الخلايا NKT من PBMC العديد من المتطوعين الأصحاء ومرضى السرطان ولقد وجدت أن α-GalCer تحميل AAPC كانوا قادرين على توسيع الخلايا NKT السكان في كلا المجموعتين. وتجدر الإشارة إلى أن معدل التوسع غاية المانحة التابعة. كما هو متوقع وارتفاع عدد السكان من الخلايا الأولية + Vα24، وزيادة النسبة المئوية للتوسع. وبالإضافة إلى ذلك،عند استخدام السكان بدءا من 2 مليون خلية CD161 + + CD3 خلايا T، يمكن للمرء أن الحصول على> 10 7 الخلايا بعد جولتين من التوسع (الجدول 1). حوالي 80-90٪ من الخلايا NKT الموسع CD4 +، ~ 5٪ CD8 +، والباقي هي فرضا CD4 CD8-الخلايا المزدوج السلبية NKT. ويمكن استخدام هذه الخلايا الموسع للدراسات الفنية NKT كما هو موضح في الشكل 4A-C. لقد وجدنا أن لدينا فيفو السابقين الخلايا توسيع NKT تظل استجابة لα-GalCer التحفيز وتعتبر منتجة قوية من IL-17A، TNF-α، γ IFN و. تجدر الإشارة إلى أنه إذا الخلية الأولية T السكان منخفض التخصيب واحد غير قادر على أداء الخطوة الثانية CD161 التخصيب، وتوسيع AAPC بوساطة قد لا تسفر عن النتائج المتوقعة (انظر الشكل 4D، المانحة 1). ومع ذلك، إذا كانت النسبة المئوية للخلايا NKT المتداولة هي أعلى من 0.1٪، وينبغي للمرء أن يكون لا يزال قادرا على الحصول على توسع كبيرمن الخلايا NKT ط. بشكل جماعي، وهذه البيانات تظهر أنه يمكن استخدام CD1d القائم على AAPC بشكل فعال لتوسيع وتحفيز الخلايا الأولية الإنسان NKT.
الشكل 1. وتنصهر IG-مقرها خارج الخلية aAPCs أجزاء من جزيء CD1d إلى المنطقة المستمر لسلسلة البروتين المناعي الثقيلة مفصولة رابط قصيرة من الأحماض الأمينية: الرسم التخطيطي لCD1d. ويمكن تحميل هذه الجزيئات بسهولة مع مستضدات الدهون، مثل α-GalCer، ببساطة عن طريق احتضان لهم وجود فائض من الدهون في المصالح. وأدلى AAPC وذلك بربط CD1d-الإيج والقيمة المطلقة لمكافحة CD الخرز المغناطيسي. في هذا النظام، يتم استخدام CD1d-IG وما شابه ذلك لتوفير مستضد محددة من خلال إشارة ومكافحة CD28 TCR-ماب يوفر إشارة costimulatory.
الشكل 2. تم اختبار FACS تلطيخ من البروتينات السطحية على aAPCs A aAPCs) لوجود CD1d: مفتش ديمر (عن طريق تلطيخ مع IgG1 مكافحة الماوس PE-مترافق)، وكذلك الأجسام المضادة لمكافحة CD28 (باستخدام FITC، مترافق مكافحة الماوس IgG2a) . المدرج الاحصائي تشير المفتوح تحكم نمط إسوي؛ المدرج الاحصائي مليئة تمثل الأجسام المضادة المشار إليه. يمكن CD1d-IG AAPC تعرب عن تحفيز إنتاج IL-2 قبل خلايا NKT. B) وcocultured و+ Vα14 الماوس NKT خلية ورم هجين، DN32.D3، إما متوسطة، مستضد القابلة للذوبان (α-GalCer)، أو تفريغ AAPC AAPC α-GalCer محملة. تم حصادها supernatants الثقافة، وكان يستخدم معيار لقياس ELISA ساندويتش IL-2 الإنتاج.
الشكل 3. توسيع الخلايا NKT من CD1d-IG المغلفة خلايا مستضد تقديم الاصطناعي. (A) CD3 + الابتدائية CD161 + تم عزل الخلايا إيجابية مزدوجة من PBMCs باستخدام مغناطيس. وحفز الخلايا α-مصنفة مع GalCer تحميل، CD1d-IG AAPC المغلفة لمدة 14 يوما. كانت ملطخة الخلايا لتحفيز Vα24 وVβ11 AAPC التالية. (B) بوساطة الخلايا الأولية NKT الإنسان تحلل من خط الخلية اللمفاوية B. C1R-CD1d الخلايا مع الخلايا المحتضنة NKT في نسب المشار إليها في وجود أو عدم وجود مستضد، وGalCer-(100 نانوغرام / مل) في لوحات أسفل U-96-جيدا للفترة 20-24 ساعة. تم تقييم NKT الخلية بوساطة تحلل الخلايا التي قدمها مقايسة 51Cr الإفراج القياسية.
الشكل 4. ملامح من خلايا خلوى NKT-AAPC الموسعة. بعد التحفيز مع تحميل α AAPC GalCer لمدة أسبوعين، وتوسيع الخلايا NKT (1 × 10 5 / أيضا) وcocultured مع ذوبان α-GalCer، سلطة النقد الفلسطينية / Ionomycin، microbeads anti-CD3/28، أو α-GalCer AAPC تحميل (2 × 10 5 / أيضا) لمدة 48 ساعة. (A) IL-17A، (B) TNF-α، و (C) الإنترفيرون γ تم قياس الإنتاج عن طريق ELISA خلوى القياسية. البيانات المعروضة هي صافي إنتاج السيتوكينات بعد طرح الضوابط السلبية (إدارة الإعلام والخرز فارغ). (D) T تم عزل الخلايا الأولية من PBMC باستخدام حبة الفصل المغناطيسي. وحفز الخلايا مصنفة لمدة أسبوعين مع الإشارة A-GalCer تحميل-AAPC. كانت ملطخة الخلايا باستخدام القيمة المطلقة محددة لVα24 + + وVβ11 وتحليلها من قبل التدفق الخلوي.
ويمكن استخدام AAPC لدراسة المتطلبات الأساسية لتنشيط الخلايا NKT ولها قيمة السريرية المجراة إمكانية التوسع السابقين من الخلايا T NK لعلاج مناعي بالتبني. وصف Mescher وآخرون واحد من أنظمة الأولى استنادا حبة، حيث المعقدة البيروكسيديز الطبقة MHC I-الفئران الببتيد واحد يبني سلسلة وجنبا إلى جنب مع جزيئات costimulatory المعقدة البيروكسيديز B7.1 وB7.2 عبر streptavidin على سطح المجهرية اللاتكس 14 و 15. وقد تم بنجاح هذا النهج المستخدمة لتحفيز المستضد محددة الخلايا T من الفئران المعدلة وراثيا. وبالإضافة إلى ذلك، لأن هذا النهج يستخدم احد سلسلة MHC-الببتيد المعقدة لضمان التحميل متجانسة من جزيئات MHC، فإن كل مستضد الببتيد الهدف يتطلب ترنسفكأيشن جديدة للتعبير عن المطلوب واحد مجمع الببتيد سلسلة MHC-، مما يحد من عمومية ما النهج. الأهم من ذلك، رائدة مجموعة الدكتور Schneck هو حبة القائم على AAPC، من خلال تطوير أخرى غير القائمة على حبة الخلوية AAPC، التي أدلى بها اقتران HLA-IG، إشارة 1، ومكافحة CD28، إشارة 2، على الخرز المغناطيسي. وقد وضعت HLA-IG، شكلا فريدا من multimeric HLA تنصهر إلى سقالة المناعي الجزيئي 16 و 17 من جماعته. بعد ذلك، أنها وضعت على أساس MHC-الإيج AAPC، والتي ثبت بشكل فعال لتوسيع CMV وMART-1 CTL محددة 18. هنا، لقد أثبتنا التي يمكن استخدامها CD1d-IG AAPC يستند إلى توسيع الخلايا الوظيفية NKT. وقد استخدمت إحدى الدراسات نظام مماثل لدراسة التفاعل المادي للخلايا NK مع CD1d 19.
والجدير بالذكر أن قمنا بتصميم خلية مستضد تقديم الاصطناعية التي هي قابلة للتكيف مع أي متطلبات نجد اللازمة لتكاثر الخلايا NKT الأمثل. طريقة توسيع AAPC يوفر طريقة بسيطة وموثوق بها لتوسيع وإثراء خلايا NKT. يمكن تعديل AAPC لدينا منهجية لتقييم دور لجنة من جزيئات costimulatory المحتملة وتقييم دورها في الخلية NKT proliferaنشوئها ووظيفتها. وهكذا، تمثل التكنولوجيا AAPC قوية تنوعا مفيدا لإحداث وتوسيع الخلايا NKT. توليد aAPCs تستغرق أقل من أسبوع واحد ومناسبة لإنتاج كميات كبيرة من الخرز. ومع ذلك، خطوة حاسمة في توليد AAPC هو للتأكد من أن يتم يجمد ثابت CD1d-الإيج على سطح حبات لتقييم وظائفها لضمان الاتساق من دفعة لدفعة واحدة. وجود قيود المحتملة لهذا النظام هو أنه لا يوجد آلية في مكان لإيقاف التحفيز، وغيرها من الإزالة الميكانيكية من الخرز. على وجه التحديد، وإشراك مستقبلات الخلايا T (TCR) مع المستضد: مجمع CD1d/MHC توليد عادة المشبك المناعية بالتنسيق مع الإكسسوارات / التصاق جزيئات، والتي يمكن أن تؤدي إلى تحريض من العوامل المثبطة أو الخلية القمعية على كل وT مستضد تقديم الخلايا. في نظام AAPC، قد يكون upregulated هذه العوامل من قبل خلية T، ولكن حبة لن تعبر عن يغاندس وما شابه ذلكلهذه المستقبلات.
وبالإضافة إلى ذلك، وقد ثبت CD4 + الخلايا NKT لقمع ردود انتيتومور في الفئران والبشر، ولذلك فمن الممكن أن تفعيل الخلايا غير انتقائية لجميع NKT (أي التحفيز العالمية مع α-GalCer) أو تفعيل فرعية خاطئة يمكن أن يؤدي إلى المناعية غير المرغوب فيها النتائج. وبناء على ذلك، يجب على المرء ظاهريا وظيفيا تميز الخلية NKT-AAPC الموسع السكان. كما هو مبين في الشكل (4)، وجدنا أن التحفيز مع α-GalCer محملة AAPC معربا عن مكافحة CD28 يمكن أن يؤدي إنتاج خلايا NKT TH1، TH2، والسيتوكينات نوع Th17. وأفادت الدراسات أن الفئران التحدي مع IL-33، والتي تم تحديدها مؤخرا خلوى، أدى إلى زيادة مستويات تعميم السيتوكينات الالتهابية مثل IL-5 و13-IL. تعزيز العلاج للخلايا NKT مع IL-33 خلوى إنتاجها 20. IL-33 هو يجند محددة لST2 ولقد ثبت أن ذوبان ST2 كاليفورنيان كتلة IL-33 إشارة. وهكذا، وعلى سبيل المثال لتطبيقها في المستقبل، يمكن أن تتولد AAPC ST2 التعبير عن وتستخدم لتحديد ما إذا كان يمكن للمرء أن تمنع بشكل انتقائي إنتاج السيتوكينات TH2 بينما حمل TH1 خلوى من قبل خلايا إفراز NKT. وأفيد أيضا أن حقن الرابع كيلو بايت، معربا عن AAPC في C57BL / 6 الفئران أدى إلى انخفاض الانبثاث الرئة من 21 الورم. الأهم من ذلك، هذه البيانات تثبت أن حركة المرور AAPC إلى الرئة، وتمكن من تنشيط الخلايا T المستجيب مجموعات فرعية. لذلك، يمكن للمرء أن تولد أنواع متعددة من AAPC ودراسة التفاعل بين مجموعات فرعية محددة مستضد الخلايا T. لتلخيص، فإن هذه الدراسات تثبت أن يمكن استخدامها CD1d-IG AAPC القائم على استبدال APC الخلوية العادية، ويجب أن القدرة على تعزيز النهج السريرية الحالية لعلاج مناعي NKT القائم على بالتبني الخلية.
الإعلان عن أي تضارب في المصالح.
فإن الكتاب أود أن أشكر بريانكا سوبراهمانيام مفيدة للمناقشات. وقد تنافس على الكتاب أي مصلحة مالية. وأيد هذا العمل من المنح المقدمة من الجمعية الأميركية للسرطان، NIH / NCI K01 CA131487، R21 CA162273، R21 CA162277، وP30 المناعة والأورام العلاج المناعي لبرنامج ويب TJ. المحتوى هو فقط من مسؤولية الكتاب ولا تمثل بالضرورة وجهة النظر الرسمية للمعهد الوطني للسرطان أو المعاهد الوطنية للصحة.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
اسم كاشف | شركة | كتالوج رقم | التعليقات (اختياري) |
Ficoll-PLUS Paque | GE العلوم الحياتية | 17-1440 | |
EasySep خلية T الإنسان التخصيب كيت | StemCell تكنولوجيا | 19051 | |
Allophycocyanin CD161 الإنسان ماب | Pharmingen | 550968 | |
EasySep المغناطيس | StemCell تكنولوجيا | 18002 | |
مكافحة الماوس IgG1 Microbeads | Miltenyi بيوتيك | 130-047-101 | |
ديمر الحادي عشر المؤتلف مثنوي ماوس قابلة للذوبان CD1d: IG انصهار بروتين | BD العلوم البيولوجية | 557599 | |
مكافحة CD28 ماب | Biolegend | 302914 | |
M-450 الخرز الايبوكسي | الحياة تكنولوجيز | 150-11 | |
ألفا galactosylceramide (KRN7000) | Axxora، LLC | BML-SL232-0100 | |
RPMI متوسطة 1640 | سيغما الدريتش | R 0883 | |
البيروفات الصوديوم | Gibco | 11360-070 | |
غير الأحماض الأمينية الأساسية | Gibco | 11140-050 | |
فيتامين الحل | Gibco | 11120-052 | |
2-المركابتويثانول | Gibco | ||
سيبروفلوكساسين | الكسيس الكيميائية الحيوية | 380-288-G025 | |
PE-Vα24Jα18 | Biolegend | 342904 | |
PE-Vα24 (استنساخ C15) | بيكمان كولتر | A66907 | |
FITC-Vβ11 (استنساخ C21) | بيكمان كولتر | A66905 | |
PE-CD1d | Biolegend | 123510 | |
PE مكافحة الماوس IgG1 | BD العلوم البيولوجية | 556650 | |
FITC مكافحة الماوس IgG2a | Biolegend | 407105 | |
DPBS، لا الكالسيوم، المغنيسيوم لا | الحياة تكنولوجيز | 14190250 | |
أزيد الصوديوم | سيغما الدريتش | S8032 | |
الأبقار مصل الزلال | Bioanalytical الأمريكية | AB00440-00100 | |
EDTA | سيغما الدريتش | 431788 | |
IL-2 (Proleukin) | BD العلوم البيولوجية | 354043 | |
الإنسان AB المصل | أتلانتا الحيوية | S40110 | |
Labquake أنبوب الدوار | فيشر العلمية | 13-687-10Q | |
BD 5 مل فالكون البوليسترين جولة القاع أنابيب | فيشر العلمية | 14-959-1A | |
قوارير الزجاج ويتون عينة مع كاب | فيشر العلمية | صغيرة (03-343-6A) كبير (03-343-6E) |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved