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DC细胞的体外诱导培养方法与前体细胞的选择

IT圈 admin 31浏览 0评论

2024年4月1日发(作者:童天空)

DC在机体免疫监视机制中起着哨兵作用,它能对肿瘤抗原进行识别、处理和提呈,从

而启动机体对肿瘤的特异性免疫应答。目前制备的以DC为基础的肿瘤疫苗就是利用DC这

一特性,因此有效地在体外扩增培养DC是制备DC肿瘤疫苗的重要前提。以下我们将就

DC前体细胞选择以及DC培养所需细胞因子进行介绍。

一、DC前体细胞的选择

1.直接分离骨髓、脐带血或外周血中DC:

DC在组织中含量甚微,在血液中仅占单个核细胞总数的0.5%~1.0%,难以分离、纯

化,且呈高度分化状,体外不易长期培养,更难建系。因此该分离方法目前仅用于DC免疫

活性,表面标志及DC亚型功能差异的研究;

2.从人骨髓或脐带血的CD34+造血干细胞诱导DC:

我们通常所指的DC均为髓系DC,其来源于人CD34

+

造血干细胞。CD34

+

造血干细胞

是具有多向分化潜能和大量增生能力的细胞,其可从人骨髓或脐带血中分离,在体外通过联

合GM—CSF、SCF、IL—6、IL—3等多种细胞因子培养,诱导扩增生成大量的DC,但其

缺点在于取材不方便,不利于广泛使用;

3.分离外周血中CDl4+单核细胞:

此方法为目前最常选用的分离获取DC前体细胞的途径。通过淋巴细胞分离液分离外周

血单个核细胞,利用免疫磁珠分选出CDl4

+

单核细胞,采用GM—CSF与IL—4(或IL—13,

其与IL—4具有相似性质)联合培养体系,经7~10天即可诱导出大量的典型的DC;

4.由高度纯化的中性粒细胞前体细胞诱导DC:

利用高度纯化乳铁蛋白阳性的中性粒细胞前体细胞,在培养体系中加入6MCSF,IL—4

和TNF—d,可得到DC样形态及具有DC相关表面分子的细胞。从功能上比较,这些中性

粒细胞诱生的DC特征与经典DC的群体相似;

5.从人外周血或脐血CD34+前体细胞诱导DC:

由于CD34

+

造血干细胞含量非常少,因此应用受到限制。为克服这一难点,有人即采

取分离外周血或脐血中含量较高的CD34

+

前体细胞联合细胞因子大量培养扩增,诱导生成

DC;

6.由白血病细胞诱导分化生成DC:

目前的研究发现,可将白血病细胞诱导分化为功能成熟的DC,且这些白血病细胞来源

的DC可提供大量的白血病相关抗原并进行肿瘤抗原呈递,而无需体外预激过程,从而减少

了污染的机会,这种体外扩增的方法在临床治疗应用上极具吸引力。

二、DC体外培养所需细胞因子

1.经典细胞因子组合最经典的体外扩增培养的细胞因子组合为:

粒/巨噬细胞集落刺激因子(GM—CSF)、白介素4(IL—4)。GM-CSF可以促进髓系细

胞发育,是维持、诱导DC发育和分化的最根本的细胞因子;IL—4可以抑制粒细胞和巨噬

++

细胞生长,从而使CD34前体细胞或CDl4单核细胞向DC方向发展。该细胞因子组合培

养的DC,纯度高达95%以上,但诱导生成的DC多为不成熟的DC。

只有在加入一些刺激物,如:1)细菌菌体或其产物:LPS、SPA等;2)某些炎症介质作

用的细胞因子:TNF—a、PGE2、IL—β、IFN—β、IFN—Y等;3)某些刺激信号如CD40

配体转染;4)单核细胞条件培养液,方可使非成熟DC转化为成熟的DC。这些刺激物可阻

止粒系的分化而刺激DC的成熟并有提高DC数量的协同。

—d和6M—CSF或Flt3L和TGF-β 1无血清培养系体外培养:

该培养方法可以与GM—csF和IL—4同样有效的从外周血单个核细胞诱导产生DC。

所得DC在数量和功能上与传统方法产生的DC无明显区别。但只有少数细胞表达CD83和

CDla,说明所产生的大多数DC属于不成熟DC,较GM—CSF和IL—4诱导产生的DC,

其成熟分化程度更低。在无TNF—a或其它DC启动剂作用下,主要生成不成熟的DC。目

前国内己推行该种培养方法,但由于其相对于传统的牛血清培养,费用较为昂贵,因此未普

遍使用。

3.钙离子载体(CI或A23187,离子毒素):

经典的DC培养方法周期较长,一般需要7~14天,因此研究者们不断寻找更快速、

高效的诱导方法,从而发现钙离子在DC的诱导和成熟中具有重要作用。将外周血单个核细

胞(mononuclearcell,Mo)分离出来,用钙离子载体(calciumionophore,CI)处理,发现经过

20h~40h后,细胞表现出树突状形态,细胞表面CDl4抗原表达下降,且大量表达MHC—I、

MHC—II类分子和共刺激分子CD83等,且证明该法诱导的DC较细胞因子诱导的DC刺激

T细胞增生的能力更强。

4.佛波醇酯(phorbol myri state acetate,PhIA):

作为蛋白激酶C(PKC)的强大激活剂,佛波醇酯(PMA)可以通过激活PKC来活化细胞

内信号传导,从而诱导CD34造血干细胞(HPc)向成熟DCs方向分化。通过细胞因子

+

GM—CSF、TNF—d、PMA(联用或单用)诱导CD34细胞及粒单核白血病细胞系KGI,分

化成树突样细胞,免疫表型分析证明该种来源的DC细胞表面高表达MHC—I、MHC—II

类分子和共刺激分子,且具备较强激活静息T细胞的功能。

+

5.活化的CD8+T细胞:

将活化的CD8T细胞与外周血单核细胞共同孵育可诱导单核细胞向DC分化,并检测

+

其免疫表型为CDl4—CDla。同时这些DC在混合淋巴细胞反应及诱导细胞毒性反应时,

表现出强大的刺激功能。故认为活化的CP8+T细胞能提供单核细胞刺激信号,诱导其向

DC分化且增加其免疫刺激能力。

+

2024年4月1日发(作者:童天空)

DC在机体免疫监视机制中起着哨兵作用,它能对肿瘤抗原进行识别、处理和提呈,从

而启动机体对肿瘤的特异性免疫应答。目前制备的以DC为基础的肿瘤疫苗就是利用DC这

一特性,因此有效地在体外扩增培养DC是制备DC肿瘤疫苗的重要前提。以下我们将就

DC前体细胞选择以及DC培养所需细胞因子进行介绍。

一、DC前体细胞的选择

1.直接分离骨髓、脐带血或外周血中DC:

DC在组织中含量甚微,在血液中仅占单个核细胞总数的0.5%~1.0%,难以分离、纯

化,且呈高度分化状,体外不易长期培养,更难建系。因此该分离方法目前仅用于DC免疫

活性,表面标志及DC亚型功能差异的研究;

2.从人骨髓或脐带血的CD34+造血干细胞诱导DC:

我们通常所指的DC均为髓系DC,其来源于人CD34

+

造血干细胞。CD34

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造血干细胞

是具有多向分化潜能和大量增生能力的细胞,其可从人骨髓或脐带血中分离,在体外通过联

合GM—CSF、SCF、IL—6、IL—3等多种细胞因子培养,诱导扩增生成大量的DC,但其

缺点在于取材不方便,不利于广泛使用;

3.分离外周血中CDl4+单核细胞:

此方法为目前最常选用的分离获取DC前体细胞的途径。通过淋巴细胞分离液分离外周

血单个核细胞,利用免疫磁珠分选出CDl4

+

单核细胞,采用GM—CSF与IL—4(或IL—13,

其与IL—4具有相似性质)联合培养体系,经7~10天即可诱导出大量的典型的DC;

4.由高度纯化的中性粒细胞前体细胞诱导DC:

利用高度纯化乳铁蛋白阳性的中性粒细胞前体细胞,在培养体系中加入6MCSF,IL—4

和TNF—d,可得到DC样形态及具有DC相关表面分子的细胞。从功能上比较,这些中性

粒细胞诱生的DC特征与经典DC的群体相似;

5.从人外周血或脐血CD34+前体细胞诱导DC:

由于CD34

+

造血干细胞含量非常少,因此应用受到限制。为克服这一难点,有人即采

取分离外周血或脐血中含量较高的CD34

+

前体细胞联合细胞因子大量培养扩增,诱导生成

DC;

6.由白血病细胞诱导分化生成DC:

目前的研究发现,可将白血病细胞诱导分化为功能成熟的DC,且这些白血病细胞来源

的DC可提供大量的白血病相关抗原并进行肿瘤抗原呈递,而无需体外预激过程,从而减少

了污染的机会,这种体外扩增的方法在临床治疗应用上极具吸引力。

二、DC体外培养所需细胞因子

1.经典细胞因子组合最经典的体外扩增培养的细胞因子组合为:

粒/巨噬细胞集落刺激因子(GM—CSF)、白介素4(IL—4)。GM-CSF可以促进髓系细

胞发育,是维持、诱导DC发育和分化的最根本的细胞因子;IL—4可以抑制粒细胞和巨噬

++

细胞生长,从而使CD34前体细胞或CDl4单核细胞向DC方向发展。该细胞因子组合培

养的DC,纯度高达95%以上,但诱导生成的DC多为不成熟的DC。

只有在加入一些刺激物,如:1)细菌菌体或其产物:LPS、SPA等;2)某些炎症介质作

用的细胞因子:TNF—a、PGE2、IL—β、IFN—β、IFN—Y等;3)某些刺激信号如CD40

配体转染;4)单核细胞条件培养液,方可使非成熟DC转化为成熟的DC。这些刺激物可阻

止粒系的分化而刺激DC的成熟并有提高DC数量的协同。

—d和6M—CSF或Flt3L和TGF-β 1无血清培养系体外培养:

该培养方法可以与GM—csF和IL—4同样有效的从外周血单个核细胞诱导产生DC。

所得DC在数量和功能上与传统方法产生的DC无明显区别。但只有少数细胞表达CD83和

CDla,说明所产生的大多数DC属于不成熟DC,较GM—CSF和IL—4诱导产生的DC,

其成熟分化程度更低。在无TNF—a或其它DC启动剂作用下,主要生成不成熟的DC。目

前国内己推行该种培养方法,但由于其相对于传统的牛血清培养,费用较为昂贵,因此未普

遍使用。

3.钙离子载体(CI或A23187,离子毒素):

经典的DC培养方法周期较长,一般需要7~14天,因此研究者们不断寻找更快速、

高效的诱导方法,从而发现钙离子在DC的诱导和成熟中具有重要作用。将外周血单个核细

胞(mononuclearcell,Mo)分离出来,用钙离子载体(calciumionophore,CI)处理,发现经过

20h~40h后,细胞表现出树突状形态,细胞表面CDl4抗原表达下降,且大量表达MHC—I、

MHC—II类分子和共刺激分子CD83等,且证明该法诱导的DC较细胞因子诱导的DC刺激

T细胞增生的能力更强。

4.佛波醇酯(phorbol myri state acetate,PhIA):

作为蛋白激酶C(PKC)的强大激活剂,佛波醇酯(PMA)可以通过激活PKC来活化细胞

内信号传导,从而诱导CD34造血干细胞(HPc)向成熟DCs方向分化。通过细胞因子

+

GM—CSF、TNF—d、PMA(联用或单用)诱导CD34细胞及粒单核白血病细胞系KGI,分

化成树突样细胞,免疫表型分析证明该种来源的DC细胞表面高表达MHC—I、MHC—II

类分子和共刺激分子,且具备较强激活静息T细胞的功能。

+

5.活化的CD8+T细胞:

将活化的CD8T细胞与外周血单核细胞共同孵育可诱导单核细胞向DC分化,并检测

+

其免疫表型为CDl4—CDla。同时这些DC在混合淋巴细胞反应及诱导细胞毒性反应时,

表现出强大的刺激功能。故认为活化的CP8+T细胞能提供单核细胞刺激信号,诱导其向

DC分化且增加其免疫刺激能力。

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