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DC(树突状细胞)的制备方法(一)

2020.6.01


背景

DC 是「Dendritic Cells」的缩写,中文全称为「树突状细胞」,因其成熟时伸出 许多树突样或伪足样突起而得名。DC 是由 2011 年诺贝尔奖获得者、加拿大 籍科学家 Ralph M. Steinman 于 1973 年发现的,是目前发现的功能最强的抗原递呈细胞 (Antigen Presenting Cells, APC)。已证实,DC 是唯一能够显著刺激初始 T 细胞(Naïve T cells)增殖的 APC,而其它种类的 APC(如单核巨噬细胞,B 细胞等)仅能刺激已活化 的或记忆性的 T 细胞,因此 DC 是机体适应性 T 细胞免疫应答的始动者,在肿瘤免疫中发挥着极其重要的作用。

培养原理

因为 DC 需从其它种类细胞诱导分化而来,且可分为不同的成熟阶段,所以通常分为 2 个步骤进行培养:

Step 1:从 DC 的祖细胞(如单核细胞)诱导分化为未成熟 DC(immature DC,iDC);

Step 2:从 iDC 诱导分化为成熟 DC(mature DC,mDC)。

Step 1:

GM-CSF(粒细胞巨噬细胞集落刺激因子):

GM-CSF 是一种造血生长因子,在体外可刺激中性粒细胞和巨噬细胞集落的形成, 并具有促进早期红巨核细胞、嗜酸性祖细胞增殖和发育的功能。GM-CSF 是最早被鉴定 出对 DC 培养有作用的细胞因子之一。

GM-CSF 在 DC 培养中的功能是促进单核细胞向大巨噬样细胞分化,细胞表面 MHC II 类分子的表达得以提高,从而增强细胞的抗原递呈功能。此外,GM-CSF 也可促进 DC 的存活。

IL-4(白细胞介素-4)

IL-4 在由单核细胞诱导成 DC 的过程中发挥的作用是抑制巨噬细胞的过度生长,从 而引导单核细胞向 DC 方向分化。 若培养体系中不加 IL-4,单核细胞将分化为巨噬细 胞。同时,IL-4 还有降低细胞表面表达 CD14 分子的能力。CD14 表达水平的降低是单 核细胞分化为 DC 的重要标志。

GM-CSF 和 IL-4 共同作用可使单核细胞定向分化为未成熟 DC,此时的 DC 具有较 强的抗原摄取和加工能力,但抗原递呈能力很弱。细胞表面中度表达 MHC I 类、II 类 分子和 B7 家族分子(CD80, CD86 等),但不表达或低表达 CD14。

Step 2:

TNF-α/IL-1β/ IL-6(肿瘤坏死因子-α/白细胞介素-1β/白细胞介素-6)

TNF-α,IL-1β和 IL-6 均为促炎症因子,在感染局部和肿瘤部位被诱导产生。体外 研究表明,这 3 种细胞因子均可下调未成熟 DC 的巨胞饮作用和表面 Fc 受体的表达, 使细胞内 MHC II 类分子区室(class II compartment)消失,但能够上调细胞表面 MHC I 类、II 类分子和 B7 家族分子(CD80, CD86 等)的表达, 使未成熟 DC 分化为成熟 DC, 此时 DC 的抗原摄取和加工能力明显减弱,而抗原递呈能力显著增强,可极强地激活 T 细胞。

TNF-α/IL-1β/IL-6 三因子组合可在无牛血清培养条件下诱导 DC 的完全成熟,从而 制备出可以应用于临床的 DC。

PGE2(prostaglandin E2,前列腺素 E2)

PGE2 也是炎性介质,可由 TNF-α,IL-1 和 LPS(脂多糖)等炎症信号诱导产生。在TNF-α/IL-1β/IL-6 成熟诱导组合中添加 PGE2,可进一步提高 DC 的产量、成熟度、迁 移能力和免疫激活能力。

这里尤为重要的是 DC 迁移能力的提高。因为 TNF-α/IL-1β/IL-6 诱导成熟的 DC 迁 移能力较弱,不能很好地到达淋巴结而激活 T 细胞。而添加 PGE2 后诱导成熟的 DC 因 表面趋化因子受体的高表达,而更容易迁移至淋巴结,而引起机体对抗肿瘤的免疫反应。

因此,TNF-α/IL-1β/IL-6/PGE2 组合(见下表)广泛应用于临床,并被认为是制备成熟 DC 的「金标准」

组份工作浓度
TNF-a10ng/ml
IL-1β10ng/ml
IL-61000 U/ml
PGE21mg/ml


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