Method Article
Bu çalışmanın amacı hücrelerdeki birincil doğal öldürücü (NK) başarılı gen iletim için izin teknolojileri formüle etmek oldu. İnsan lentiviral iletim dextran aracılı veya fare birincil NK hücreleri sonuçlarında yüksek gen ifade verimliliği. Bu yöntemi, gen iletim NK hücre genetik manipülasyon büyük ölçüde artıracaktır.
Doğal öldürücü (NK) hücreye belirli genlerin iletim verimli büyük bir mücadele vardı. Başarılı transductions geliştirme, farklılaşma ve NK hücreleri fonksiyon ilgi gen rolü tanımlamak için kritik öneme sahiptir. Kanserli hastalarda chimeric antijen reseptör (CARs) ile ilgili son gelişmeler eksojen genler efektör lenfositler için teslim etmek etkili bir yöntem ihtiyacını vurgular. Lentiviral-aracılı gen transductions birincil insan veya fare NK hücreleri içine verimliliği önemli kısıtlayıcı bir faktör olduğu önemli ölçüde düşük kalır. Son gelişmeler polybrene gibi Katyonik polimerler kullanılarak geliştirilmiş gen iletim verimliliği T hücreleri gösterir. Ancak, bu ürünlerin NK hücreleri iletim verimliliği artırmak başarısız oldu. Bu iş o dextran dallı glukan polisakkarit gösterir önemli ölçüde iletim insan ve fare birincil NK hücreleri artırır. Bu son derece tekrarlanabilir iletim yöntemi klinik gen teslim uygulamalar ve böylece NK hücre tabanlı kanserli hastalarda. büyük ölçüde artırabilirsiniz insan birincil NK hücreleri transducing için yetkili bir araç sağlar
Doğal öldürücü (NK) doğuştan gelen bağışıklık sistemi1büyük lenfositik nüfusu hücrelerdir. NK hücreleri karşı tümörler ve enfeksiyonlar2,3,4ana bilgisayar bağışıklık yanıtının ilk satır savunucuları olarak işlev. NK hücreleri de güçlü sitokinler ve kemokinler5salgılanmasını aracılığıyla tolerans gelişimi merkezi bir rol oynamaktadır. Hedef ve tümör hücreleri ortadan kaldırmak için güçlü yeteneklerini nedeniyle, donör elde edilen insan NK hücreleri kanser6,7için bir adoptive immünoterapi olarak değerlendirmek için birden fazla klinik çalışmalar yürütülmektedir. Aksine T hücreler, NK hücreleri gelişim biyolojisi henüz iyi karakterize8olmak zorundadır. Bu bilgi kısmen genler ilgi fare veya insan birincil NK hücreleri göndermek verimli teknikleri yokluğu nedeniyle eksikliğidir. Bu nedenlerden dolayı hücre hatları yerine Primer hücre en NK hücre çalışmaları yapılmıştır. Bu nedenle, birincil NK hücreleri genler ilgi ile transduce güvenilir ve etkin bir iletişim kuralı için ihtiyaç çok önemlidir.
Bu çalışmada genel amacı lenti - veya Retrovirüsler birincil insan veya fare NK hücreleri transduced tutarlı ve güvenilir bir yöntem formüle etmek oldu.
Büyük ölçüde birincil NK hücreleri geçici dönüşümü kullanarak bu sorunu çözmeye çalıştığınız önceki çalışmalar yapılmıştır. Bu plazmid transfection9,10, Epstein - Barr virüsü (EBV) içerir / retroviral hibrid vektör11, vaksinia vektörler12,13ve14Ad5/F35 chimeric adenoviral vektörel çizimler. Bu teknikler mütevazı verimliliğini rağmen iletim geçici doğasını onlara genetiği değiştirilmiş NK hücreleri uzun süreli kullanımı için uygun olmayan hale getirir. Bir kaç son yıllarda yapılan çalışmalarda retroviral vektörler NK hücreleri, enfeksiyon gen ifade11,15kabul edilebilir bir düzeyde sağlamak için birden fazla döngüleri gerektiren transduce için kullandık. Retroviral vektörler aksine, lentiviral vektörler konak hücre nükleer alma makine viral öncesi entegrasyonu karmaşık çekirdek translocate için kullanabilirsiniz. Bu virüs birincil NK hücreleri dahil olmayan bölme hücrelerdeki çoğaltma büyük bir sınırlayıcı faktördür.
Farklı hücre yüzey reseptörleri ve viral parçacıkların arasındaki etkileşimler viral alımını hücre içine izin verir. Viral zarf proteinleri ve onların soydaş ana bilgisayar reseptörleri arasındaki ilk nişan bu iki arasında mevcut potansiyel negatif ücretleri nedeniyle sınırlı olabilir. Polybrene (Pb), protamine sülfat (PS) veya dextran, gibi Katyonik polimerler ek hücre yüzey reseptörleri için olumlu bir ücret vermek ve böylece viral zarf bağlama çoğaltmak birçok iletim teknikleri arkasındaki mantığı olduğunu proteinler. Bu hücreler16tarafından füzyon verimlilik ve viral parçacıkların alımını artırır. Her ne kadar Türkçe veya PS gen transferi T hücreleri17artırabilir rapor edildi, bunların uygulama birincil NK hücreleri iletim verimliliği herhangi bir etkisi yoktu. Ayrıca, birincil NK hücreleri kullanarak bu Ayıraçlar arasında karşılaştırmalı bir analiz gerçekleştirilmedi. Bu çalışmada, üç Katyonik polimerler iletim verimliliği karşılaştırıldı. Bu üç Katyonik polimerler arasında sadece dextran önemli fare ve insan birincil NK hücreleri içine etkili viral iletim artırır, sonuçlar gösterir.
Tüm hayvan iletişim kuralları insani ve ahlaki muamele-in hayvan takip ve kurumsal hayvan bakım ve kullanım Komitesi (IACUC) tıbbi College of Wisconsin (MCW), Milwaukee, WI Biyomedikal Araştırma Merkezi (BRC) içinde tarafından kabul edildi. İnsan periferik kan mononükleer hücreler (PBMCs) kullanımı kurumsal inceleme Kurulu (IRB) kan Merkezi Wisconsin, Milwaukee, WI kan Araştırma Enstitüsü tarafından kabul edildi.
1. fare, hücre satırları ve vektörel çizimler
2. hazırlık ve titrasyon lentiviral vektörlerin
3. arıtma ve fare birincil NK hücreleri genişlemesi
4. arıtma ve insan birincil NK hücreleri genişlemesi
5. lentivirus ile fare ve insan birincil NK hücreleri iletim
Dextran birincil insan ve fare NK hücreleri lentiviral vektörü verimli gen transferi neden olmaktadır.
İnsan NK hücreleri izole ve PBMC (bir saflığı % 85'inden fazlası ile) saf ve gecede rIL-2 300 U/mL ile inkübe. Bu birincil NK hücreleri sonra çeşitli ilişkilendirmenin çeşitliliği enfeksiyon, GFP lentivirus ile transduced (MOI; 3, 10 ve 20 IU hücre başına) 8 µg/mL Türkçe, PS veya dextran huzurunda 24-şey tabak içinde. Hücreler için 60 dk 1000 × g, centrifuged ve (virüs huzurunda) gecede CO2 kuluçka 37 ° C'de kültürlü. Hücreleri yıkanmış ve taze RPMI1640 tam orta rIL-2 300 U/mL ile yedi gün boyunca resuspended. İletim verimliliği yedi gün sonra iletim Akış Sitometresi GFP ifade tarafından değerlendirilmiştir. Sonuçları göster: o dextran insan NK hücrelerindeki lentiviral iletim verimliliğini artırır ve ayrıca transduced NK hücreleri (şekil 1) yüzdesini artırabilirsiniz viral titresi artırır.
Fare NK hücreleri izole ve önceki bölümde anlatıldığı gibi kültürlü. Yukarıdaki Protokolü analiz ve Pb, Ps ve dextran iletim verimliliğini karşılaştırmak için kullanıldı. Şekil 2 sonuçlarında göster o dextran lentiviral vektörler Türkçe için karşılaştırıldığında verimliliğini artırmak veya PS
İletim dextran ile NK hücrelerin efektör fonksiyonları aracılık yeteneğini etkilemez.
Transduced insan ve fare NK hücre sitotoksik kapasitesi 51Cr-yayın deneyleri K562 ve yas-1 karşı tarafından hedef hücreler olarak incelenmiştir. Sonuçları şekil 3a ve b sunulan NK hücreleri dextran tarafından iletim olumsuz sigara transduced NK hücrelere kıyasla dönüştürülmüş NK hücreleri öldürme potansiyeli değiştirmez ortaya koyuyor. Ayrıca, transduced birincil NK hücreleri sitokin üretiminden analiz edildi. IFN γ üretimi bir ELISA kullanılarak ölçüldü. Transduced insan birincil NK hücreleri ile K562 24 saat co kültürlü ve supernatants ölçü IFN-γ. toplanmıştır Sonuçları şekil 4a sunulan bu dextran sitokinler üretmek için transduced NK hücreleri yeteneği üzerinde etkisi ortaya koyuyor. Bağımsız bir doğrulama transduced NK hücreleri için 18 h. Kültür supernatants toplanan ve IFN γ üretimi ELISA tarafından ölçüldü plaka bağlı anti-NKG2D (A10) mAb titre konsantrasyonları ile etkinleştirildi. Sonuçlar şekil 4b ' açığa vurmak dextran ile fare NK hücreleri iletim yeteneklerini sitokinler üretmek için üzerinde bir etkisi yoktur.
İletim dextran ile NK hücrelerin hücre canlılığı etkilemez
Türkçe, PS veya dextran etkisi transduced NK hücreleri canlılığı üzerinde bir propidium iyodür (PI) tahlil ve sonraki akış analizleri kullanarak değerlendirilmiştir. Sonuçlar şekil 5a ve b göstermek her ne kadar birincil insan ve fare NK hücreleri virüs ile transducing yaklaşık %20 NK hücre nekroz tetikleyebilir, dextran eklenmesi için Pb karşılaştırıldığında bu nekroz çoğaltmak değil, veya PS
Bir iki uçlu unpaired bir öğrenci t-testi ile istatistiksel analizleri yapıldı. P -değerleri ≤ 0,05 önemli kabul.
Resim 1: İletim insan birincil NK hücrelerin daha yüksek bir verim Dextran var.
Birincil insan NK hücreleri 3, 10 ya da 20 IU/hücre MOI ile değiştirdi ve Pb huzurunda yedi gün boyunca kültürlü (8 µg/mL), PS (8 µg/mL), veya dextran (8 µg/mL). Yüzdeleri GFP pozitif NK hücre iletim takip yedinci gün Akış Sitometresi tarafından belirlenmiştir. Üç bağımsız deneyler biri gösterilir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Resim 2: Dextran iletim daha yüksek bir verim fare NK hücreleri vardır.
Birincil fare NK hücreleri 30 IU/hücre bir MOI ile değiştirdi ve Pb huzurunda yedi gün boyunca kültürlü (8 µg/mL), PS (8 µg/mL), veya dextran (8 µg/mL). Yüzdeleri GFP ifade hücre Akış Sitometresi tarafından yedi gün iletim takip belirlenmiştir. Üç bağımsız deneyler biri gösterilir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 3: NK Hücre-aracılı sitotoksik etkinlik dönüştürülmüş hücrelerin Dextran değiştirmez.
Birincil NK hücreleri 10 IU/hücre bir MOI ile değiştirdi ve yedi gün boyunca kültürlü. YAS-1 ve K562 hedef hücreler olarak fare (a) ve insan (b) NK hücreleri, sitotoksik potansiyelleri sırasıyla belirlemek için kullanılmıştır. Gösterilen veriler iki bağımsız deney temsilcileri vardır. Ortalamalar SEM ile gösterilen veriler çoğu Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 4: Dextran birincil NK hücreleri IFN γ üretimi değişikliğe yol açmaz.
a) fare NK hücreleri 30 IU bir MOI ile transduced/hücre ve yedi gün boyunca kültürlü. NK hücreleri plaka bağlı anti-NKG2D antikor 18 h için 2,5 µg/mL ile teşvik ve IFN γ bir ELISA kullanarak kültür supernatants sayılabilir. b) transduced insan NK hücreleri 24 h için K562 hücreler kültürlü ve IFN γ üretimi kültür supernatants ölçülmüştür. Sunulan üç bağımsız deneyler temsilcisi verilerdir. Ortalamalar SEM ile gösterilen veriler çoğu Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 5: İletim dextran ile NK hücrelerin hücre canlılığı değiştirmez.
Dönüştürülmüş insan (a) ve fare (b) NK hücreleri canlılık Annexin-V (PE) Boyama sonra sayısal / 7-AAD pozitif hücrelerinin. Ortalamalar SEM ile gösterilen veriler çoğu Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Katyonik polimer Ajan fare ve insan birincil NK hücreleri lentiviral iletim verimliliğini artırır gibi bu çalışmada dextran o kullanımını gösterir. Ayrıca, Türkçe veya PS, gibi Katyonik diğer ajanlar insan birincil NK hücreleri viral vektörler teslimini üzerinde fark edilebilir bir etkisi olması. Daha önce Türkçe insan T hücreleri17gen iletim çoğaltmak olabilir kanıtlanmıştır. Bu sonuçlar, ancak, ne Türkçe ne de PS benzer bir verimlilik insan birincil NK hücreleri üzerinde var öneririz. Bu çalışmada, Pb iletim etkinliği sadece mütevazi geliştirilmiş fare NK hücrelerindeki. Hücre içi antiviral savunma mekanizmaları bir artırıcı olarak BX795, TBK1/IKKɛ ve PS bir inhibitörü kullanarak inhibisyonu lentiviral iletim verimliliği25artırabilir gösterilmiştir. Bununla birlikte, sonuçlar bu inhibitörü fare veya insan birincil NK hücreleri (veri gösterilmez) iletim etkinliği üzerinde etkisi yoktur gösterdi.
PS ve Pb etkisi varken o dextran birincil insan ve fare NK hücreleri, verimli iletim neden olabilir sonuçları göstermektedir. Sonuçlar da o dextran NK hücreleri, anti-tümör sitotoksisite ve pro-inflamatuar sitokinlerin üretimini gibi efektör fonksiyonları değiştirmez gösterir. Böylece, bu sonuçlar bu birincil NK hücrelerin canlılık dextran kullanımı ile değişmiş değil ispat.
Birden çok çalışmaları ve analiz retroviral vektörler farklı Katyonik polimerler, çeşitli sonuçlar26,27,28ile kullanarak iletim verimliliği karşılaştırıldığında. Bir önceki çalışmada lentiviral vektörler kullanarak bu polimerler iletim etkinliği karşılaştırıldığında; Ancak, bu CD4 içinde test edildi+ T hücreleri16. Bu çalışmalar birinde Türkçe dönüştürülmüş B hücreleri ve dendritik hücreler dextran26için karşılaştırıldığında iletim daha iyi kapasiteye sahip gösterilmiştir. Başka bir çalışmada, diğer arttırıcılar insan B hücrelerinde daha yüksek bir iletim verimliliği dextran kolaylaştırır ve16T hücreleri gösterilmiştir. Geçerli analiz ve insan ve fare birincil NK hücrelerindeki farklı polimerler iletim kapasitesi karşılaştırıldığında bizim bilgi, türünün ilk çalışmadır.
Gen dextran tabanlı transductions en az iki el transductions gerektirebilir. Bu sonuçlar iletim o bir tur yeterli olduğunu göstermek kadar % 100 şu şekilde artış % 40 olumlu transduced hücrelerinin ulaşmak için iletim (veri gösterilmez) yuvarlar iki. NK hücreleri transducing içinde büyük zorluklardan biri transduced gen ifadesinin korumak için bu hücreleri yeteneğidir. Geçerli sonuçlar dextran içeren birincil NK hücreleri iletim istikrarlı ve IL-2 huzurunda kültürlü NK hücreleri vektör korumak ve transgene ifade dört hafta (veri gösterilmez) korumak gösterilmektedir. Ek deneyler iletim verimliliği çözümlemek ve birden fazla transgenes aynı anda ifade incelemek için gereklidir.
Klinik etkinliğinin karşılaştırılması bağışıklık hücre tabanlı kanser tedavileri birden çok kurumlar tarafından doğrulanan. Araba transduced T hücreleri yenilenmiş söz konvansiyonel tedavilere göre kanserli hastalarda hastalık ve nüks Ücretsiz kurtarma için sağlar. Doğuştan gelen bağışıklık yanıtı bir parçası olarak, NK hücreleri efektör fonksiyonları anti-tümör sitotoksisite arabuluculuk önceki Sensitizasyonu gerektirmez. Onların hızlı tepki nedeniyle NK hücreleri bir etkin hücre tabanlı kanserli hastalarda arabuluculuk için bir ideal efektör lenfosit alt kümesidir. Tümör tanıma ve eleme onların olumlu özellikleri rağmen transgenes teslim etmek için genetik manipülasyon ile ilgili teknik engellerin NK hücrelerin sonuna klinik kullanımı sınırlayın.
Elektroporasyon mRNA eksojen gen ekspresyonu için son derece verimli ve daha iyi sonuçlar vardır. Onlar sadece geçici ifade ilgi genlerin izin ve böylece klinik uygulamaları için uygun değildir ancak, mRNA yarar sınırlıdır. NK hücreleri retroviral iletim iletim birden fazla mermi gerektirir daha az verimli; Ayrıca, retroviral vektörler olmayan bölme hücrelere transduce olamaz. Tek umut verici yaklaşım'istikrarlı transgene dır lentiviral vektörler kullanımıdır.
Özet olarak, bu çalışmada efektör fonksiyonları bozulması olmadan birincil NK hücreleri transgenes sunmak için verimli bir yöntem sağlar. Bu iletişim kuralı NK hücre tabanlı kanserli hastalarda yüksek verimli ve ortaya çıkan klinik deneyler için geçerli yapar. Gelecekteki deneyler NK hücre tabanlı kanser immunotherapies Bu yöntemde etkinliğini doğrulamak için ihtiyaç vardır.
Yazarlar hiçbir maddi çıkar çatışması iddia.
Lucia Sammarco ve onun Lulu'nun limonata standı ilham, motivasyon ve destek için teşekkür ederiz. Bu eser kısmen NIH R01 AI102893 ve ncı R01 CA179363 (S.M.) tarafından desteklenmiştir; NHLBI-HL087951 (S.R.); NIH-CA151893-K08 (M.J.R.); NCI 1R01CA164225 (L.W); Alex Lemonade Stand Vakfı (S.M.); HRHM Program MACC Fonu (S.M.; S.R.; M.S.T); Nicholas Aile Vakfı (S.M.); Gardetto ailesi (S.M.); Hyundai bilim adamları (M.S.T.) programı; Hyundai umut gezici (S.R.); MACC Fonu (M.S.T. ve S.M.); Çocuk Araştırma Enstitüsü, MCW (S.R.); ve Kathy Duffey Fogerty Ödülü (M.J.R.).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Dextran | Sigma-Aldrich | 90-64-91-9 | |
polybrene (Pb) | Sigma-Aldrich | TR-1003 | |
protamine sulfate (PS) | Sigma-Aldrich | p3369 | |
Trypsin | Corning | 25-052-CI | |
RPMI1640 | Corning | 10-040-CV | |
Fetal Bovine Serum | ATALANTA | S11150 | |
Penicillin | Corning | 30-001-CI | |
B-mercaptoethanol | SIGMA | M3148 | |
sodium pyruvate | Corning | MT25000CI | |
Interferon gamma (IFN-γ ) | eBioscience | 14-7311-85 | |
Propidium lodding staining solution | BD | 51-66211E | |
Lipofectamine 3000 | Thermo Fisher | L3000015 | |
Isoflurane | PHOENIX | NDC 57319-559-05 | |
NK cell negative selection kit | Stem Cell | 19855 | |
Yac-1 | ATCC | TIB-160 | |
K562 | ATCC | CCL-243 | |
Mice | Jakson | 664 | |
293T cells | ATCC | CRL-3216 | |
T75 flasks | Cornnig | 430641U | |
antibody-based negative selection kits | Stem Cell | 19055 | |
51Chromium (Cr)-release assays | perkin elmer's | NEZ030 | |
ELISA kits | Ebioscience | 00-4201-56 | |
Sodium Butyrate | Sigma | 5887-5G | |
Linear polyethylenimine | polysciences | 23966-2 | |
Ficoll | GE Life Science | 17-1440-03 | |
HBSS | Corning | 21-022-CV |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır