王新帥,秦 玲,馮笑山,高社干,祁巖超
大量研究顯示腫瘤患者免疫功能低下,腫瘤細胞通過多種機制逃逸機體免疫系統(tǒng)的識別[1]。樹突狀細胞(DCs)是體內(nèi)最強的抗原提呈細胞,是機體免疫應(yīng)答的始動者。通過外源的腫瘤抗原負荷DCs增強其免疫性及抗原遞呈作用,以DC 為基礎(chǔ)的腫瘤免疫治療已成為當今腫瘤治療的研究熱點。本研究采用負荷CEA-rV 負荷臍血來源的DC 后,再與細胞因子誘導(dǎo)的殺傷細胞(cytokine induced kill cell,CIK)混合培養(yǎng),觀察CEA-rV-DC-CIK 對結(jié)腸癌細胞株Lovo 的殺傷活性,從而為CEA 陽性表達腫瘤細胞免疫治療提供實驗依據(jù)和理論基礎(chǔ)。
1.1 實驗材料 IL-2、IFN-γ、GM-CSF(grannulocyte monocyte-colony stimulating factor)、TNF-α 及CD3 單抗購自美國Cytolab 公司;PGE2(Prostaglandin E2)購自美國Cayman 公司;鼠抗人CD40、CD80、CD83、CD86 熒光抗體購自美國eBioscience 公司;RPMI 1640 購自美國Gibco 公司;MTT 購自美國Sigma 公司;新生小牛血清購自杭州四季青生物公司;淋巴細胞分離液購自中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院血液病研究所;蛋白提取試劑盒購自中國康成生物公司;人結(jié)腸癌細胞株Lovo 由廣州醫(yī)學(xué)院腫瘤研究所提供;酶標儀為美國Thermo Labsystem 生產(chǎn)的MK3 型。
1.2 實驗方法
1.2.1 CEA-rV 的制備及滴度測定 CEA-rV 的制備及滴度測定依照參考文獻[2]中方法進行,進行滴度測定后置4℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.2 臍血的采集和分離 臍血樣本來自廣州市荔灣醫(yī)院,共10 份。其孕母HBV、HCV、HIV 和梅毒檢測陰性。用淋巴細胞分離液經(jīng)密度梯度離心法分離臍血單個核細胞(cord blood mononuclear cells,CBMC)。
1.2.3 DC 和CIK 的誘導(dǎo) ①DC 的誘導(dǎo):取分離的CBMC 置入6 孔培養(yǎng)板,2 h 后吸出懸浮細胞,貼壁細胞中加入20 ng/mL IL-4 和100 ng/mL GM-CSF,隔天換液,誘導(dǎo)培養(yǎng)前期加入CEA-rV,后期加入20 ng/mL TNF-α 和1 μg/mL PGE2。②CIK 的誘導(dǎo):懸浮細胞中加入1 000 μg/mL IFN-γ、500 ng/mL CD3單抗、200 μg/mL IL-2,每2 ~3 d 傳代培養(yǎng)1 次,傳代時補加細胞因子。
1.2.4 DC 的形態(tài)和免疫學(xué)鑒定 應(yīng)用倒置顯微鏡、透射電鏡、掃描電鏡鑒定成熟DC 的形態(tài)。采用流式細胞儀(美國BD 公司)的Cellquest 軟件分析成熟DC 的免疫學(xué)CD 分子表型,加鼠抗人CD40、CD80、CD83、CD86 熒光抗體及其對照品,4℃避光標記30 min 后上機檢測。
1.2.5 實驗分組 實驗共分4 組:①CBMC 組:未經(jīng)誘導(dǎo)的CBMC;②CIK 組:未經(jīng)腫瘤抗原刺激的CIK;③DC-CIK 組:DC 與CIK 混合培養(yǎng);④CEA-rV-DCCIK 組:負載CEA-rV 的DC 和CIK 按1∶10 的比例混合培養(yǎng)。
1.2.6 各組細胞殺傷活性的測定 將各組效應(yīng)細胞與Lovo 細胞按10∶1 的比例放入96 孔板,另設(shè)單獨Lovo 細胞組和單獨效應(yīng)細胞組,每組設(shè)3 個復(fù)孔。置37℃、5%CO2培養(yǎng)箱中孵育4 h,應(yīng)用MTT 法[3]在酶標儀上測定各組細胞在570 nm 處吸光度(A)值,取3 個復(fù)孔的均值作為測定結(jié)果,殺傷活性的計算公式:殺傷活性(%)=[(靶細胞OD 值+效應(yīng)細胞OD 值-實驗組OD 值)/靶細胞OD 值]×100%。
2.1 DC 的形態(tài)學(xué)鑒定結(jié)果 在培養(yǎng)前3 d 大部分DC 細胞貼壁生長,細胞形態(tài)出現(xiàn)不規(guī)則改變,少量細胞懸浮并可見少量突起。加入TNF-α 和PGE2后,大量細胞懸浮,突起明顯增多。培養(yǎng)10 d 的成熟DC 表面有大量突起和明顯的偽足,表面凸凹不平(圖1A)。透射電鏡顯示細胞形態(tài)不規(guī)則,胞漿豐富,見多個線粒體和電子密度高低不均的大量溶酶體,粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)增生活躍及大量的吞噬小體(圖1B)。掃描電鏡可見DC 的胞體呈多角形、橢圓形、圓形,表面有大量的片狀突起和長的突起,其突起又有細小的分枝,分枝末端又可分成細小的絲狀偽足(圖1C)。
圖1 成熟DC 的形態(tài)學(xué)鑒定結(jié)果
2.2 DC 的免疫分子表型結(jié)果 成熟DC 表達主要組織相容性抗原Ⅰ、Ⅱ類分子CD86、CD80、CD83 和CD40,其中高表達CD86 和CD40,中度表達CD83 和CD80,表達率分別為(82. 66 ±6. 22)%、(69. 40 ±6.82)%、(57.49 ±6.59)%和(51.14 ±6.31)%,流式細胞儀Cellquest 軟件對DC 免疫分子表型的分析結(jié)果見圖2。
圖2 流式細胞儀對DC 免疫分子表型的分析結(jié)果
2.3 各組細胞對Lovo 細胞株的殺傷結(jié)果 CBMC組、CIK 組、DC-CIK 組、Ag-DC-CIK 組對靶細胞Lovo的殺傷活性分別為29. 31%、42.12%、44. 81% 和58.98%;單因素方差分析結(jié)果顯示差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=25.169,P =0.001);其中CEA-rv-DC-CIK 組對Lovo 的殺傷活性比另外3 組高,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P <0.05)。具體結(jié)果見表1。
表1 各組細胞對Lovo 細胞株的殺傷結(jié)果(±s,%)
表1 各組細胞對Lovo 細胞株的殺傷結(jié)果(±s,%)
①任兩組比較P <0.05
分 組 n 殺傷活性CBMC 組 10 29.31 ±5.63①CIK 組 10 42.12 ±3.92①DC-CIK 組 10 44.81 ±4.24①CEA-rV-DC-CIK 組 10 58.98 ±7.36①F 值 25.169 P 值0.001
腫瘤病人免疫功能低下,在腫瘤微環(huán)境影響下DC 功能受抑,腫瘤病人的樹突狀細胞(DCs)存在免疫功能缺陷,不能引發(fā)有效的抗腫瘤免疫反應(yīng)[4,5]。MHC 限制性又嚴重影響異體DCs 輸注治療腫瘤的臨床應(yīng)用。臍血細胞免疫原性弱,含大量造血干細胞。如果從臍血中培養(yǎng)腫瘤抗原特異性的DCs,用于治療腫瘤,將會大大促進DCs 免疫治療腫瘤的臨床應(yīng)用[6]。CEA-rV 是用天壇株761 痘苗病毒為截體,以CEA 抗原DNA 為目的基因構(gòu)建的既有CEA抗原的高表達,又可刺激機體產(chǎn)生CEA 抗體的重組基因痘苗病毒,動物實驗表明,單用CEA-rV 皮下注射,對CEA 陽性的腫瘤有明顯的預(yù)防和治療作用[7]。
本研究中將CBMC 誘導(dǎo)分化為DC,并對成熟DC 進行了形態(tài)學(xué)鑒定。當DC 在加入TNF-α 和PGE2 后,大量細胞懸浮,突起明顯增多,細胞表面有大量突起和明顯的偽足,表面凸凹不平。透射電鏡可見胞漿豐富,多個線粒體和大量溶酶體,粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)增生活躍及大量的吞噬小體。掃描電鏡可見細胞表面有大量的片狀突起和長的突起,其突起又有細小的分枝,分枝末端又可分成細小的絲狀偽足。免疫學(xué)鑒定顯示成熟DC 高度表達CD86 和CD40,中度表達CD83 和CD80,CD86 是DC 成熟的重要標志,表達率為82. 66%。本研究結(jié)果顯示CEA-rVDC-CIK 組比其余各組的殺傷活性高,差異均有顯著統(tǒng)計學(xué)意義(P <0.05)。說明經(jīng)CEA-rV 抗原負載的DC 與CIK 混合培養(yǎng)后,成熟的DC 以MHC 限制的方式處理CEA 抗原,并將該信號呈遞給CIK,從而增強了特異性CIK 對CEA 陽性表達腫瘤Lovo 細胞株的特異識別和殺傷能力。
綜上所述,經(jīng)CEA-rV 負荷CBMC 誘導(dǎo)生成的DC,能進一步激活CIK,對Lovo 細胞株產(chǎn)生高效而特異的殺傷作用,其殺傷活性明顯高于CIK 和DC-CIK,為CEA 陽性表達腫瘤的細胞免疫治療提供了實驗數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。此外臍血是一個較好的CIK 的來源,又因臍血來源豐富,質(zhì)量標準易于控制,這也為CIK免疫治療技術(shù)的常規(guī)臨床應(yīng)用提供了方便。
[1]De Vleeschouwer S,F(xiàn)ieuws S,Rutkowski S,et al.Postoperative adjuvant dendritic cell-based immunotherapy in patients with relapsed glioblastoma multiform[J].Clin Cancer Res. 2008;14(10):3098-3104.
[2]楊潔,羅超權(quán),盧方安.人癌胚抗原重組痘苗病毒的構(gòu)建和制備[J].中國生物化學(xué)與分子生物學(xué),1999,15(1):54-58.
[3]張志強,田志剛,崔正言,等. MTT 法檢測NK 和LAK 活性的方法學(xué)探討[J]. 中國實驗臨床免疫學(xué)雜志,1994,6(1):12.
[4]Joshi PS,Liu JQ,Wang Y,et al. Cytokine-induced killer T cells kill immature dendritic cells by TCR-independent and perforin-dependent mechanisms[J]. J Leukoc Biol,2006,80(6):1345-1353.
[5]Introna M,F(xiàn)ranceschetti M,Ciocca A,et al. A rapid and massive expansion of cord blood-derived cytokine-induced killer cells:an innovative proposal for the treatment of leukemia relapse after cord blood transplantation[J].Bone Marrow Transplant,2006,38(9):621-627.
[6]Weng DS,Zhou J,Zhou QM,et al.Minimally invasive treatment combined with cytokine-induced killer cells therapy lower the short-term recurrence rates of hepatocellular carcinomas[J]. J Immunother,2008,31(1):63-71.
[7]Qi YC,Wang XS,Yang B,et al. Preventive and therapeutic effects of CEA recombinant vaccinia virus on CEA positive tumor[J].J Tumor Marker Oncol,2004,19:409-413.