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DC-CIK细胞制备方法(一)

2020.6.16

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CIK是“Cytokine-Induced Killer Cells”的缩写,中文全称为“细胞因子诱导的杀伤细胞”。 CIK是单个核细胞在CD3单抗和多种细胞因子(包括IFN-γ、IL-2等)的作用下培养获得的一群以CD3+CD56+细胞为主要效应细胞的异质细胞群, 其既具有T淋巴细胞强大的抗肿瘤活性,又具有NK细胞(自然杀伤细胞)的非MHC(主要组织相容性抗原)限制性肿瘤杀伤能力。CIK细胞具有杀瘤活性高、杀瘤谱广,对正常组织毒性低,体外可高度扩增等特点,是目前临床上广泛使用的过继性免疫治疗细胞。
  DC是“DendriticCells”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RalphM. 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(Na?ve T cells)增殖的APC,而其它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。DC是机体适应性T细胞免疫应答的始动者,在肿瘤免疫中具有极其重要的作用。
  DC-CIK即DC和CIK细胞在体外共培养,然后回输给患者。严格的说,最终的效应细胞是经DC体外活化的CIK细胞。多项研究表明,DC与CIK具有协同作用,共同孵育后,DC表面共刺激分子的表达及抗原递呈能力均明显提高,而CIK的增殖能力和体内外细胞毒活性也得以增强,因此DC-CIK较单独的CIK治疗更为有效。若将肿瘤抗原负载的DC与CIK共培养,可刺激产生肿瘤抗原特异性的T细胞,这样的DC-CIK治疗则兼具特异性和非特异性双重肿瘤杀伤作用,比未负载肿瘤抗原的DC刺激活化的CIK活性更强,常被用于临床和科研。
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1.DC培养用细胞因子:

201431813689.jpgGM-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的集落形成,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是最早被鉴定出来对于DC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还可促进DC的存活。
201431813580.jpgIL-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(immature 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CD14。
201431813819.jpgTNF-α(肿瘤坏死因子-α)
  TNF-α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 IIcompartment)消失,但能够上调细胞表面?MHCI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(matureDC),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,可极强的激活T细胞。

2.CIK培养用细胞因子和抗体:
201431813730.jpgCD3激发型单抗:)
  T细胞活化的第一信号来自于T细胞表面的受体,即T细胞抗原受体(T cell antigen receptor, TCR)与APC提呈的抗原的特异性结合,也就是T细胞对抗原的特异性识别。TCR是由2条不同肽链构成的异二聚体,在T细胞表面,其与CD3分子通过非共价键结合,形成TCR/CD3复合体。TCR识别特异性抗原后会引起CD3和T细胞表面的?辅助受体CD4或CD8分子的胞浆尾部聚集,进而激活与胞浆尾部相连的酪氨酸激酶(Lck、Fyn和ZAP-70等),促使CD3分子胞浆区的免疫受体酪氨酸活化基序(immunoreceptortyrosine-basedactivationmotif,ITAM)中的酪氨酸(Y)磷酸化。磷酸化的酪氨酸(pY)进一步磷酸化下游含酪氨酸的蛋白,从而引起激酶活化的级联反应(磷脂肌醇途径MAP激酶途径等),最终通过激活转录因子,使其进入细胞核内,结合于调控T细胞增殖和活化的靶基因(?如IL-2和IFN-γ等),引起基因的表达和转录,T细胞因而由静止状态转为增殖和活化状态。
  由上可见,CD3分子在T细胞活化信号的转导中起着极其关键的作用。CD3激发型单抗与T细胞表面CD3分子特异性结合后,可引起CD3分子胞浆区ITAM基序中酪氨酸的磷酸化,进而导致T细胞增殖和活化的下游信号的激活,从而使T细胞增殖和活化。也就是说,CD3激发型单抗能够模拟抗原与TCR/CD3复合物的识别和激活过程,从而引起T细胞的增殖与活化,因此是CIK细胞培养中不可或缺的刺激因素。
  此外,CD3激发型单抗在选用时一定要注意克隆号。研究表明,仅克隆号为OKT-3的CD3激发型单抗可以刺激所有人的T细胞的增殖,而其它克隆号的CD3激发型单抗仅能刺激一部分人的T细胞。因此,在进行CIK培养时,最好选用OKT-3克隆,以保证每个患者的T细胞均能被激活。
201431813673.jpgIL-2(白细胞介素-2)
  IL-2最初发现时被称为T细胞生长因子(T cell growth factor, TCGF),是引起T细胞增殖最重要的细胞因子。IL-2既是自分泌细胞因子,也是旁分泌细胞因子,其通过与T细胞表面的IL-2受体(IL-2R)的特异性结合而促使T细胞活化,并进入细胞分裂状态。此外,IL-2还可刺激NK细胞的生长并增强其杀伤能力。因此CIK细胞培养中须添加IL-2,以促进T细胞的增殖与活化。
201431813953.jpgIFN-γ(干扰素-γ)
  IFN-γ具有上调外周血淋巴细胞表面IL-2R表达的作用,因此会增强T细胞对IL-2促增殖反应的敏感度和强度。在诱导CIK细胞形成的过程中加入IFN-γ,可降低IL-2的用量。研究发现,IFN-γ加入的顺序与CIK的细胞毒活性密切相关。先加入IFN-γ,培养24后再加入IL-2,可明显提高CIK的细胞毒活性。
201431813812.jpgIL-1a(白细胞介素-1a)
  IL-1a也可以介导外周血淋巴细胞表面上调表达IL-2R。当IL-1a与IFN-γ和激发型CD3单抗合用时,可以明显提高CIK 的细胞毒作用。


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