Method Article
Здесь мы представляем протокол для выполнения изоляции и расширения периферической крови моноядерных клеток, полученных цитокиновых CD3cd56- клетки-убийцы и иллюстрируем их цитотоксический эффект против гематологических и твердых раковых клеток с помощью системы цитометрии в пробирке диагностики.
Приемная клеточная иммунотерапия фокусируется на восстановлении распознавания рака через иммунную систему и улучшает эффективное убийство опухолевых клеток. Цитокин индуцированных убийца (CIK) Т-клеточная терапия, как сообщается, оказывают значительное цитотоксиче эффекты против раковых клеток и уменьшить неблагоприятные последствия хирургии, радиации и химиотерапии в лечении рака. CIK может быть получен из периферических моноядерных клеток крови (ПБМК), костного мозга и пуповинной крови. Клетки CIK представляют собой разнородную субпопуляцию Т-клеток с CD3иCD56 и природными фенотипическими характеристиками убийцы (NK), которые включают в себя основные комплексы гистосовместимости (MHC)-неограниченной противоопухолевой активности. Это исследование описывает квалифицированный, клинически применимый, поток цитометрии на основе метода для количественной цитолической способности ПБМК полученных клеток CIK против гематологических и твердых раковых клеток. В цитолическом анализе, клетки CIK совместно инкубируются в различных соотношениях с заранее целевыми опухолевыми клетками. После инкубационного периода, количество клеток-мишеней определяется нуклеиновой кислотой-связывающей пятно для обнаружения мертвых клеток. Этот метод применим как к исследованиям, так и к диагностическим приложениям. Клетки CIK обладают мощной цитотоксичностью, которая может быть изучена в качестве альтернативной стратегии для лечения рака после его доклинической оценки с помощью установки цитометра и отслеживания (CS и T) на основе цитометрии потока системы.
Цитотоксические Т-лимфоциты являются специфической популяцией клеток иммунного эффектора, которая опосредует иммунные реакции против рака. Несколько популяций эпреторных клеток, включая лимфокин-активированный убийца (LAK) клетки, опухолевые лимфоциты (TILs), естественные клетки убийцы (НК), Т-клетки, и цитокин-индуцированных убийца (CIK) клетки были разработаны для приемной Т-клеточной терапии (ACT) целей1. Существует растущий интерес к клеткам CIK, потому что они представляют собой смесь цитокинов индуцированных цитотоксических клеток населения расширена от аутологичных периферических клеток крови (PMBCs)2.
Неконтролируемый рост клеток-прародителей лимфоидов, миелобластов и лимфобластов приводит к трем основным видам рака крови (например, лейкемии, лимфомы и миеломы), твердых опухолей, включая рак , рак легких, рак желудка, рак шейки матки) и саркомы, среди других видов рака3. Клетки CIK представляют собой смесь клеточных популяций, которые демонстрируют широкий спектр основных комплекс гистосовместимости (MHC)-неограниченной противоопухолевой активности и, таким образом, держать обещание для лечения гематологических и передовых опухолей4,5,6,7. Клетки CIK состоят из комбинации ячеек, в том числе Т-клеток (CD3иCD56),НК-Т-клеток (CD3иCD56)и НК-клеток (CD3-CD56). Оптимизация протокола индукции CIK с использованием фиксированного графика для добавления IFN-З, анти-CD3 антител и IL-2, приводит к расширению ciK-клеток8. Цитотоксические возможности клеток CIK против раковых клеток в основном зависит от участия НК группы 2 член D (член C-типа лектин-подобных рецепторов семьи) NKG2D лиганды на опухолевые клетки, и на перфорин-опосредованных путей9. Результаты доклинического исследования показали, что IL-15-стимулировали клетки CIK индуцированной мощной цитотоксичности против первичной и острой миелоидной лейкемии клеточных линий в пробирке и выставлены более низкую алореактивность против нормальных ПБМК и фибробластов9. В последнее время, результат ы одноразовый здоровый донора полученных CIK (1 х 108/ кг CD3- клетки) инфузии, как консолидация после немиелоаблятивной аллогенной трансплантации для лечения миелоидных неоплазм в фазе II клинического исследования было опубликовано10.
В настоящем исследовании мы разработали оптимизированную формулу культуры клеток, состоящую из IFN-Я, IL-1, антител анти-CD3 и IL-2, добавленных в гематопоиетическую среду для увеличения производства CIK, и исследовали цитотоксический эффект клеток CIK против хронических человеческих миелоидный лейкоз (K562) клетки рака яичников (OC-3) клеток.
Клинический протокол был выполнен и утвержден в соответствии с руководящими принципами Институционального наблюдательного совета Китайского медицинского университета и Комитета по этике исследований больниц. Образцы периферийной крови были собраны у здоровых добровольцев с их информированного согласия.
1. Подготовка материалов
2. Изоляция PBMC
3. Индукция и расширение CIK
4. Иммунофенотипирование для оценки клеток CIK
5. Распознавание маркеров CD
6. Культирование и окрашивание хронических миелоидных клеток K562 и клеток рака яичников OC-3
7. Цитотоксический ассссе
Цель юристого протокола состоит в том, чтобы изолировать и расширить цитокин-индуцированных киллеров (CIK) Т-клеток из периферических моноцитов крови и оценить цитотоксический эффект CIK против гематологической злокачественности и твердых раковых клеток, соответственно. Индукция CIK была определена признанием CD3/CD56. На рисунке 1А показан протокол индукции и расширения CIK. Репрезентативные результаты стратегии gating для анализа субпопуляции CD3иCD56и Т-клеток от здоровых доноров иллюстрируются на рисунке 1B. На рисунке 1C показан статистический анализ доли CIK от трех особей.
Рисунок 2А показывает, что доляклеток CD3иCD56 (0,65% для оригинального PBMC, левой нижней панели и 27,4% для клеток CIK, собранных в день14-й,правая нижняя панель) значительно увеличилась после 14 дней расширения. В нашей культурной системе, клетки CIK дали около половины сторазных изменений по сравнению с первоначальным числом PBMCs(Рисунок 2B).
На рисунке 3 показано цитотоксическое действие CIK против клеток хронического миелоидного лейкоза человека K562 и клеток рака яичников человека OC-3. Клетки K562 или OC-3 (цель, T) были окрашены нелюфлуоресцентным красителем (CFSE), который был расщеплён внутриклеточными эстеразами в жизнеспособных клетках, а затем стал высокофлуоресцентным красителем. В цитотоксическом исследовании кокультуры, CFSE окрашенных K562 или OC-3 клетки были cotreated с клетками CIK в течение 24 ч. В конце инкубации, общая клетка были собраны и окрашены 7-AAD краситель, который является нуклеиновой кислоты связывающей краситель, который используется в качестве зонда жизнеспособности для исключения мертвых клеток. Размер и детализацияклеток CIK и CFSE иллюстрируются на рисунке 3A. Окрашенные CFSE клетки K562 (целевые клетки, T) были совместно обработаны клетками CIK (эффекторные клетки, E) в соотношении E/T 0:1, 5:1 и 10:1, соответственно. Были оценены 7-AAD- клетки CFSEи K562. Статистические результаты были получены в результате трех независимых экспериментов. Базальная лиза означает процент клеточной смерти при отсутствии ээффекторных клеток (E:T и 0:1). На рисунке 3B показана очевидная цитотоксичность CIK против клеток OC-3 (E:T и 10:1) после 24 ч инкубации.
Рисунок 1: Диаграмма потока цитокинов индукции клеток-убийц и расширения. (A) PBMCs от согласия здоровых доноров были первоначально подвержены rhIFN-я (День 0), а затем rhIL-2, rhIL-1 ", и анти-CD3 mAb (День 1) каждые 3 дня (День 4). Впоследствии, среда была обновлена с rhIL-2-содержащих среды каждые 3 дня, и клетки были собраны на день 14. (B) Морфология клеток CIK в течение 7 дней индукции. Активация и расширение клеток CIK были проведены, как описано в протоколе. Клетки наблюдались под световым микроскопом в дни 1, 5 и 7, соответственно (увеличение 40x, шкала бар 200 мкм). (C)Количество клеток выполнялось еженедельно. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 2: Доля CD3иCD56и Т-клеток из репрезентативной выборки PBMC. (A) Лимфоциты были признаны по определенному размеру и детализации. Выбранная популяция одной ячейки для анализа цитометрией потока. (B) Статистический анализ эффективности расширения CIK от трех здоровых доноров был проведен с использованием t-теста (яп. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 3: Цитотоксические эффекты клеток CIK против хронического миелоидного лейкоза человека K562 и рака яичников человека OC-3 клеток. (A) После coculture с клетками CIK для 24 h, клетки цели K562 были узнаны и закрыты на основе окрашивания красителя CFSE. Квадрант иллюстрация общей популяции клеток под выбранным параметром 7-AAD/CFSE и кумулятивной цитотоксичности клеток CIK в указанном соотношении E:T. (B) Цитотоксический эффект клеток CIK против клеток OC-3 в соотношении E:T и 10:1. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Описанный метод представляет собой быстрый, удобный и надежный протокол для изоляции и расширения цитотоксических цитокинов- индуцированных киллером (CIK) Т-клеток из цельных образцов крови здоровых доноров. Он также показывает цитотоксический эффект CIK против лейкемии (K562) и раковых клеток яичников (OC-3) с помощью системы цитометрии потока и отслеживания (CS и T) системы. Клетки CIK могут быть индуцированы и расширены в хороших мануфактурных практиках (GMP) условиях с помощью Цитокинов класса GMP и среды без сыворотки для дальнейшего клинического вливания11. Тем не менее, эффективность ИНДукции и расширения CIK демонстрирует индивидуальные различия12,13,14. Кроме того, безопасность является преимуществом вливания пациентов полученных клеток CIK для терапии раковых клеток. Было сообщено, что клетки CIK оказывают цитолитическое воздействие на эпителиальные твердые раковые клетки в основном в NKG2D-зависимым образом. В гематологических раковых клетках блокирование NKG2D с помощью специфического антитела значительно подавляет цитотоксичность, вызванную CIK, против клеток NKG2D-low K562; однако, это лечение не имеет никакого влияния на клетки HL-60, не имеющие NKG2D15. Кроме того, клетки CIK проявляют меньшую активность в отношении клеток K562 по сравнению с клетками CD8и CIK16. В этом исследовании, мы обнаружили, что CIK выставлены больший цитотоксический потенциал против рака яичников OC-3 клеток по сравнению с лейкемией K562 клеток. Эти данные свидетельствуют о том, что точные молекулярные механизмы, с помощью которых эффекторы CIK убивают опухолевые клетки, пока не ясны.
Отслеживание жизнеспособности целевых клеток и оценка цитотоксического потенциала клеток-эффектора с использованием цитометрии потока стала стандартным и обычным методом для клинического обследования17. Было высказано предположение, что негативное влияние наблюдается на жизнеспособность клеток и выражение маркеров активации, таких как CD3и населения в CFSE окрашенных лимфоцитов с потоком цитометрии18,19. Таким образом, окрашивание целевых раковых клеток является более эффективной стратегией для оценки цитотоксического воздействия первичных клеток CIK. ИФН-З, ОКТ3 и Ил-2 являются основными цитокинов или стимуляторами для дифференциации и пролиферации CIK. Кроме того, другие факторы, такие как тимоголобулин, ИЛ-1, Ил-10, Ил-15, также являются стимуляторами. В настоящее время сыворотка человека, богатая тромбоцитами плазма и даже сыворотка крупного рогатого скота плода используются в качестве средних добавок, которые могут повысить пролиферацию клеток CIK. Хотя сыворотка или плазма обогащены питательными веществами и факторами роста, добавление аллогенных продуктов животного происхождения представляет источник, партии и много вариаций, которые приводят к экспериментальной изменчивости, и неизбежно смятение исследований с терапевтическими исходами для культивированных клеток. В этом исследовании мы использовали коммерчески доступные без сыворотки, без альбумина, и ксено-бесплатные GMP-класса средств массовой информации дополняется клинического класса цитокинов для успешной культуры клеток CIK. Недостатком использования ксено-свободных или аллогено-свободных добавок является то, что они снижают эффективность пролиферации клеток.
Двухцветные методы отслеживания клеток, предусмотренные в протоколах, независимо вычисляют жизнеспособные или мертвые клетки-цели-эффектора в прямом анализе цитотоксичности. В наших стратегиях gating, клетки cfSEи целевые можно очевидно различить от клеток эффектора CIK(рисунок 3). Самое главное, процесс индукции и расширения CIK должен быть квалифицированным и показать высокую жизнеспособность. Для дальнейших вливания нескольких доз, состояние криоконсервации, и жизнеспособность и цитотоксичность после оттаивания, являются другими критическими проблемами. Фактическое соотношение конкретного лисиса равняется пропорции 100 x (%Образец лиза - %Базальный лиза)/(100 - % базальный лиза). В отличие от других исследований18,20, рекомендуется, чтобы все целевые клетки быть исследованы, чтобы выявить точную и фактическую цитотоксичность клеток CIK.
В заключение, протокол, описанный в этом исследовании, предназначен для увеличения числа пБМК полученных клеток CIK от здоровых доноров и для оценки их цитотоксических функций против раковых клеток с двухцветными фотоактивируемыми зондами для селективного отслеживания клетки-мишени с помощью цитометрии потока с системой диагностики in vitro (IVD).
Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих конфликтов финансовых интересов.
Это исследование было поддержано больницей Китайского медицинского университета (DMR-Cell-1809).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
7-Amino Actinomycin D | BD | 559925 | |
APC Mouse Anti-Human CD56 antibody | BD | 555518 | B159 |
APC Mouse IgG1, κ Isotype Control | BD | 555751 | MOPC-21 |
BD FACSCanto II Flow Cytometer | BD | 338962 | |
Carboxyfluorescein diacetate succinimidyl ester (CFSE) | BD | 565082 | |
D-(+)-Glucose solution | SIGMA | G8644 | |
Dulbecco's Modified Eagle Medium/F12 | HyClone | SH30023.02 | |
Fetal bovine serum | HyClone | SH30084.03 | |
Ficoll-Paque Plus | GE Healthcare Life Sciences | 71101700-EK | |
FITC Mouse Anti-Human CD3 antibody | BD | 555332 | UCHT1 |
FITC Mouse IgG1, κ Isotype Control | BD | 555748 | MOPC-21 |
Human anti-CD3 mAb | TaKaRa | T210 | OKT3 |
Penicillin-Streptomycin | Gibco | 15140122 | |
Proleukin | NOVARTIS | ||
Recombinant Human Interferon-gamma | CellGenix | 1425-050 | |
Recombinant Human Interleukin-1 alpha | PEPROTECH | 200-01A | |
RPMI1640 medium | Gibco | 11875-085 | |
Sigma 3-18K Centrifuge | Sigma | 10295 | |
TrypLE Express Enzyme | Gibco | 12605028 | |
X-VIVO 15 medium | Lonza | 04-418Q |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены