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不同培养基和促成熟组合对人外周血来源树突状细胞发育的影响

来源:小侦探旅游网
・实验研究・ 2012年5月第9卷第l3期 不同培养基和促成熟组合对人外周血来源 树突状细胞发育的影响 金悦 0,3 张斌 陈虎∞ 1.解放军军医进修学院,北京 100853;2.军事医学科学院附属医院造血干细胞移植科,北京 100071; 3.军事医学科学院细胞与基因治疗中心,北京 100071 【摘要】目的探讨X—VIVO 15TM和CellGro两种培养基和不同促成熟方法对人外周血来源单核细胞向树突状细胞 (DC)发育分化的影响。方法利用GM—CSF+IL一4细胞因子组合,改变促成熟方法,通过对未成熟和成熟DC形态 观察。用流式细胞仪检测细胞表型,应用ELISA法检测不同培养体系上清液中所含细胞因子的变化,分析不同培养 基和不同促成熟方法对DC功能的影响。结果促成熟方法一致的前提下,两种培养基培养的DC在形态上无显著 差异.但应用CellGro培养的DC的CD83表达高于X—VIV0培养的。在培养基一致的前提下,鸡尾酒组培养的DC 的CD83表达高于TNF一 组。结论不同的培养体系可获得功能不同的DC。 【关键词】x—VⅣo 15TM;Ce ̄Gro;树突状细胞;单核细胞 【中图分类号】R329.28 【文献标识码】A 【文章编号】1673-7210(2012)05(a)-0034-04 The influence 0f different media and promoting a mature combination On human peripheral bl00d—derived dendritiC cell development JlN Yuel33 ZHA NG Binz3‘ CHEN H ,3‘ 1.Postgraduate Medical School of PLA,Beijing 100853,China;2.Department of Hematopoietic Stem Cell Transplantation, the Affiliated Hospital to Academy of Military Medical Sciences,Beijing 100071,China;3.Cell and Gene Therapy Center of Academy of Military Medical Sciences.Beiiing 100071.China 【Abstract】Objective To approach development and differentiation of DC from MC of human peripheral blood by X-VIVO l5TM and CellGro two types medium and different maturation promoting method.Methods To utilize GM—CSF+IL一4 cy— tokine combination and alter of mature method,flow cytometrv cell phenotype were used,different culture systems in the supernatant containing the changes of cytokines were determined by ELISA,different medium and different maturation promoting method were analyzed,which was for DC on the function of the impact by morphological observation for imma- ture and mature DC.Results 0n maturation promoting method the same premise,the morphous of two kinds of culture medium DC were no difference.but DC of using CellGro medium of CD83 was higher than DC of using X—VIVO medium. In the culture medium the same premise.the DC of cocktai1 culture of CD83 was higher than TNF— group.Conclusion The different cuhure system can obtain different functions DC. [Key words]X~VIV0 15TM;CellGro;DC;MC 树突状细胞(dendritic cell,DC)是目前公认的体内功能 最强大的专职性抗原提呈细胞(antigen—presenting cel1. APC),它能激活静止型T细胞,是启动、调控、维持免疫反应 的中心环节,并在肿瘤、器官移植、感染等领域显示出免疫治 胞及其在获得性免疫中的作用”获得诺贝尔生理学和医学 奖。树突状细胞也因此再一次成为人们研究的焦点。DC在肿 瘤、感染、器官移植等领域已显示出其免疫治疗的有效性及 可行性.但体内DC数量极少.在外周血单个核细胞中所占 疗的有效性。但人体内大部分DC处于非成熟状态,表达低 水平的共刺激因子和黏附因子.体外激发同种混合淋巴细胞 增殖反应的能力较低,成熟的DC表达高水平的共刺激因子 和黏附因子,在成熟的过程中,由接触抗原的外周组织迁移 进入次级淋巴器官,与T细胞接触并激发免疫应答。2011年.美 国洛克菲勒大学教授、免疫学家Ralph MS因“发现树突状细 【基金项目】北京市科技计划课题(课题名称:脐带问充质干细胞对移植 物抗宿主病的防治作用,课题编号:Z11l107058811107)。 比例低,故目前临床所用DC多是采集DC前体细胞后,经体 外培养得到成熟DC细胞【1-2]。然而,人的DC培养体系不同, 体外得到的DC数量也不同.DC的功能也有较大差异,因 此,本课题组对比两种培养基和不同促成熟因子组合对人外 周血来源DC发育的影响.旨在为优化人外周血来源DC培 养体系奠定基础。 1材料与方法 1.1材料 1.1.1主要试剂 【作者简介】金悦(1986一),女,2009级在读硕士研究生,主要从事细胞免 疫治疗研究。 通讯作者 淋巴细胞分离液(天津市灏洋生物制品科技有限责任公 司,临床使用标准Cat LTS1077);重组人粒细胞一巨噬细胞集 34中国医药导报CHINA MEDlCAL HERALD 2012年5月第9卷第13期 ・实验研究・ 落刺激因子(recombinant human GM—CSF,rhGM—CSF)。重组 人白细胞介素(recombinant human interleukin,rhlL)一4,重组 人肿瘤坏死因子一 (rhTNF一01)购自美国PeproTech公司.重 表1六组DC编号 组人白细胞介素(recombinant human interleukin,rhIL)一1B,重 组人白细胞介素(recombinant human interleukin.rhlL)一6购 自美国PeproTech公司,前列腺素E2(Prostaglandin E2,PGE2) 购自美国Sigma公司;RPMI 1640细胞培养液购自某公司. CellGro无血清树突状细胞培养基购自A公司,无血清培养 基X—VIVO 15TM购自B公司,细胞因子定量检测酶联免疫 吸附试验(ELISA)试剂盒购自中国深圳达科为生物技术有限 1.2.2.1 DC的形态学观察用倒置显微镜每日观察细胞生长 情况及形态的变化情况,第6天和第8天用0.4%台盼蓝对 三组DC进行染色,观察细胞存活率。细胞的存活率计算公 式:存活率=染色阴性细胞数/细胞总数×100% 1.2.2.2 DC的表型分析培养第8天.将六组DC收获.分别 公司。 1.1.2主要仪器 超净工作台;二氧化碳恒温培养箱:倒置显微镜(OLYM— PUS);流式细胞仪(FACS Calibur,BD公司);全自动酶标仪; 电动移液器(Eppendorf);6孔、12孔细胞培养板若干。25、15、 10 mL移液管若干。 1.2人外周血来源Dc的体外培养方法 1.2.1人外周血单个核细胞的获取 采集肿瘤患者静脉外周血60 mL。肝素钠抗凝(20 U/mL 全血),生理盐水等量稀释。在处于正常工作状态的生物安全 柜中,将采血袋中血液分装到两个50 mL离心管中,用生理 盐水补足每管至40 mL。平衡后,以转速2 000 r/min在20℃ 下离心8 min。将上述离心管中的血细胞与0.9%生理盐水用 30 mL生理盐水悬起混匀后,缓慢加到含有15 mL室温 Ficoll的50 mL离心管中。平衡后,以转速2 000 r/min在20℃ 下离心20 min(无离心刹车状态)。离心完毕后,用10 mL移液 管仔细小心吸取第2层白膜层细胞到新50 mL离心管中,每 管中白膜层细胞8~15 mL。向上述离心管中加入0.9%生理 盐水至40 mL.以转速1 800 r/min在20℃下离心8 min.弃上 清后,加入2 mL 0.9%生理盐水进行重悬。向上述细胞重悬 后的离心管中加入o.9%生理盐水至30 mL.以转速1 600 dmin在 2O℃下离心8 min.弃上清后.加入2 mL 0.9%生理盐水进行 重悬。向上述离心管中加入含0.9%生理盐水至30 mL,以转 速1 400 r/min在20℃下离心8 min,弃上清后,加入2 mL无 血清培养基进行重悬。需要注意的是,清洗PBMC白膜时,3 次离心速度必须要梯度降低,以尽可能地除去血小板。末次 离心后,吸去上清,加入RPMI 1640液重悬细胞,调整细胞密 度为3x106/mL,分别加入12孔板中,1 m 孔,37℃、5%CO 孵箱中培养2-4 h,轻轻洗出悬浮细胞(留作后用),贴壁细胞 为单核细胞。 1.2.2 DC 5的体外诱导 轻轻洗去完全贴壁4 h的单核细胞培养板中的RPMI 1640液,分别加入含GM—CSF(100 ng/mL)、IL一4(200 ng/mL) 的CellGro和X—VIVO两种不同培养基,37℃、5%CO2孵箱中 培养,第3天半量换液1次。培养第6天,向两种培养基中加 入两种不同组合的促成熟因子,第一种组合为:TNF (10 ng/mL)、 IL一1B(10 ng/mL)、IL一6(1 000 U/mL)、PGE2(10 ng/mL),简称 鸡尾酒组1,设两个副孔。第二种组合为:TNF一 (10 ng/mL), 简称TNF—d组,设两个副孔。对照组不添加任何促成熟因 子。将六组DC按表1编号。具体见表1。 用4℃的PBS洗涤两次,重悬细胞数为5xl06/mL.加入 Eppendor管中,每管200 txL,按照制造商说明的方法加入抗 CD80、抗CD83,置4℃冰箱30 min。然后用4℃PBS洗涤两 次除去游离荧光抗体,上机进行流式细胞表型分析。用对照 组作阴性对照,用阳性细胞比例来表示DC表型和成熟度。 1.2.2-3细胞因子检测培养第8天.采用双抗夹心酶联免疫 吸附测定法(ELISA)分别检测六组DC上清液中IL一12p70、 IL一10的含量,方法按照商家说明进行.建立标准曲线,每组 3个复孔,每组试验重复6次。 1.3统计学方法 采用统计软件SPSS 15.0对实验数据进行分析。计量资 料数据以均数±标准差( )表示,采用方差分析,两两比较 采用LSD—t检验。以P<0.05为差异有统计学意义。 2结果 2.1树突状细胞的培养形态 从倒置显微镜下观察两种培养基培养的细胞形态可以 看出.在培养初期X—VIVO培养基培养的DC繁殖较快,但 随着培养时间的延长,CellGro培养的细胞繁殖情况也与X— VIVO基本一致。观察培养第6天和第8天的DC,可见两种 不同培养基培养的iDC和mDC都具备未成熟与成熟DC的 典型镜下特征:未成熟的细胞呈圆球状,表面无明显突起,而 加入两种促成熟因子组合的DC.则表现出成熟树突状细胞 表面特有的明显的不规则突起,但肉眼不能区分两种组合对 DC的促成熟能力(图1)。经0.4%台盼蓝染发显示细胞存活 率均>95%。 2.2树突状细胞的表型分析 收集体外培养第8天的6组DC,经流式细胞仪检测发 现.未加入促成熟因子的对照组的细胞CD80和CD83的表 达量都很低(图2);而无论是X—VIVO还是CellGro培养的 DC.加入促成熟因子后,CD80和CD83的表达量明显高于对 照组。使用鸡尾酒组促成熟的细胞CD80和CD83的表达均 高于使用TNF一 组促成熟的细胞。X—VIVO鸡尾酒组培养的 DC.CD80(88.3l±1.04)%,CD83(43.66±0.87)%,X—VIV0 TNF一0【组培养的DC,CD80(50.74+2.45)%,CD83(27.99 ̄ 1.88)%。CellGro鸡尾酒组培养的DC,CD80(95.92+3.44)%, CD83 f70.O0_+2.O1)%,CellGro TNF— 组培养的DC,CD80 (77.35+1.08)%,CD83(50.42+1.80)%(图3)。 2.3树突状细胞的细胞因子水平表达情况 六组DC分泌IL—lO和IL一12p70水平,具体见表2。 3讨论 在过去的10年中,人们对DC免疫生物学及其功能调 CHINA MEDICAL HERALD中国医药导报35 2012年5月第9卷第13期 ● 实验研究 DC在细胞形态上几乎无差别,但在细胞表型和细胞因子 用于DC促成熟方面的弊端,目前,有研究显示.鸡尾酒组 分泌上则有很多差异。显然,在相同促成熟条件下。使用 合联合应用TLR3配体poly I C和TLR7/8配体R848以及 CellGro培养的DC的CD80、CD83均高于使用X—VIVO培 PGE2促成熟的DC可兼具高迁移能力和高产量的IL一 养的DC,差异有统计学意义(P<0.05),即说明前者的DC 12p705,还也可以在以后的试验中设计加入TLR类配体来 成熟度高于后者,这可能说明CellGro更适合于PBMC来源 证实这一点。 的DC的体外培养。早在1997年,Jonu|eit等提出,应用鸡尾 目前DC的体外培养方法虽已基本满足基础研究的需 酒组合促成熟的DC被人们称为“标准DC”。他们证明这项 要,但是应用于临床治疗还需要进一步研究,因此,建立一种 混合物可以诱导DC的成熟,并且可以完全地取代Romani 合理的培养体系仍是今后研究的方向。 等之前提出的条件培养基。后有学者l51证明了在细胞因子 【参考文献】 组合中添加PGE2(1 Ixg/mL)可以进一步增强DC传代的产 [1]Landi A,Babiuk LA,Drunen LH.Dendritic cells matured by a 量、质量和迁移能力。本实验中的结果显示,在相同培养基 prostaglandin E2—-containing cocktail can produce high levels of IL—— 条件下,鸡尾酒组的DC的CD80、CD83均高于TNF一仅组 12p70 and are more mature and Thl-biased than dendritic cells treated DC,差异有统计学意义(P<0.05),这说明,鸡尾酒组促成 with TNF—alpha or LPS【JI.Immunobiology,2011,216(6):649—662. 熟效果优于单纯使用TNF一 ,与Landi等【1]得出的结论是一 [2]Johansson U,Wahher儿,Hofmann A,et a1.Dendritic ceils are able to produce IL一12p70 after uptake of apoptotic cells fJ].Immuuobiology, 致的。 2011,216(1-2):251-255. 笔者在检测DC表型的基础上。进一步对其作用机制 [3]Couper KN,Blount DG,Riley EM.IL一10:the master regulator of 进行了初步的探讨。由于细胞因子在DC的分化与功能等 immunity to infection fJ].J Immunol,2008,180(9):5771—5777. 方面都有十分重要的作用,因此,本研究使用ELISA的方 [4]Boullart AC,Aarntzen EH,Verdijk P,et a1.Maturation of monocyte— 法,收集各组不同培养体系的上清液,检测细胞因子分泌情 derived dendritic cells with Toll-like recept[ or 3 and 7/8 l[ igands [ [况。理论上来讲,在遇到外来抗原。DC可分泌以IL一12和 combined with prostaglandin E2 results i叫 n hi " interleukin-12 IFN一^y为主的细胞因子,介导Thl型免疫反应;对于自身抗 production and cell migration叨.Cancer Immunol Immunother,2008,57 原,部分其他功能的DC可通过分泌IL一10诱导调节性T细 (11):1589—1597. [5]Geay S,Daniel B,Danita S,et a1.Commonly used prophylactic 胞与Th2细胞介导免疫耐受口1。本研究结果显示,相同培养 vaccines as an alternative for synthetically produced TLR ligands to 基条件下,鸡尾酒组IL一12D70和IL—l0普遍低于TNF一 mature monocyte-derived dendritic cells【JJ.Blood,2010,116(4):564— 组,这可能与PGE2有关,因为PGE2可增加DC的迁移能 574. 力,但是却抑制IL一12p70和IL—l0的分泌 .这是鸡尾酒组 (收稿日期:2012—02—17本文编辑:卫轲) (上接第33页) 【参考文献】 Dimmeler S,Aicher A,Vasa M,et al HMG-CoA reductase inhibitors 【1】Asahara T,Murohara T,Sulivan A,et a1.Isolation of Putative Progenitor (statins)increase endothelial progenitor cells via the PI3-kinase/Akt— Endothelial Cells for Angiogenesis【JJ.Science,1997,275:964—967. pathway[J】.J Clin Invest,2001,108(3):391-397. 【2】Aicher A,Rentsch M,Sasaki K,et a1.Nonbone marrow—derived circular— Ingrain DA,Mead LE,Tanaka H,et a1.Identiifcation of a novel hierar- ing progenitor cells contirbute to postnatal neovascularization following chy of endothelial progenitor cells using human peripheral and umbili— tissue ischem ia[J].Circ Res,2007,100(4):581—9 anl cord blood咖.Blood,2004,104(9):2752—2760. 【3]Mura YT,Tepper OM,Silver M,et a1.Determination of bone man'ow de— Hirschi SD,Gray SD,Thibeanh SL.Fibronectin:an interesting VOCal irved endothelial progenitor cell signiifcance in angiogenie growht factor fold protein[J1.J Voice,2002,16:310-317. induced neovascularization in vivo阴.Exp Hematol,2002,30:967—972. 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