郝 習,趙明耀
(1.河南職工醫(yī)學院內科學教研室,河南 鄭州451191;2.鄭州大學醫(yī)學院病理生理教研室,河南 鄭州450052)
目前惡性腫瘤的生物治療日益受到青睞。生物治療能夠修復受損的免疫系統(tǒng),激活機體的免疫細胞,有效清除手術及放、化療后殘余的腫瘤細胞,預防腫瘤復發(fā)和轉移。目前國際先進的生物診療技術是利用樹突狀細胞(dendritic cell,DC)和細胞因子誘導的殺傷細胞(CIK 細胞)兩種細胞聯(lián)合治療腫瘤的。DC 是目前已知的功能最強的抗原遞呈細胞,在激發(fā)T 細胞免疫反應中起重要作用。機體內自身的DC 數(shù)量是有限的,因此如何在體外大量擴增DC 成為醫(yī)學界研究的熱點。大量研究表明,中藥多糖在機體內有增強機體免疫和腫瘤抑制作用[1-2]。那么,中藥多糖在體外能否促進DC 的增殖和成熟,可否為DC 的體外擴增提供一個新的思路呢?本實驗旨在探討枸杞多糖(lycium barbarum polysaccharides,LBP)體外干預對DC 的影響,以期為DC 的體外擴增、分化以及成熟的促進提供一個新的思路。
KM 小鼠,雄性,8 周齡,體質量18~20 g,購自鄭州大學醫(yī)學院實驗動物中心。
H22 細胞株由鄭州大學醫(yī)學院病理生理教研室保存,常規(guī)傳代培養(yǎng)。
枸杞多糖由上海靈菱食用菌有限公司惠贈,批號05524。I 重組鼠源的白細胞介素4(rmIL-4)、粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子(rmGM-CSF)、重組鼠白介素2(rmIL-2),均購自美國R&D System 公司;PRMI 1640、新生小牛血清、T 細胞尼龍毛柱為美國GIBCO 產品;四甲基偶氮唑藍MTT(Sigma 分裝),購自華美公司;白介素- 12 P40(interleukin-12P40,IL-12P40)單克隆抗體,購自武漢博士德生物有限公司;CD86、CD11a 單克隆抗體,購自美國BD(Becton Dickinson)公司。CO2培養(yǎng)箱,德國Heraeus公司產品;流式細胞儀(FACS Calibur),美國BD 公司產品;24 孔培養(yǎng)板,美國Coastar 公司產品。
參照文獻[3]分離小鼠骨髓DC。頸椎脫臼處死小鼠,75%酒精浸泡10 min,無菌條件下取股骨;用Hanks 液反復沖洗髓腔獲得骨髓細胞,收集沖洗液,1 000 r/min 離心3 min,去上清,反復2 次;加入10 倍體積的37 ℃預溫的Tris-NH4Cl 紅細胞裂解液去除紅細胞;1 000 r/min 離心3 min,去上清,再用Hanks 液洗反復洗2 次;用含10%小牛血清的RPMI 1640 完全培養(yǎng)基(含10 μg/L rmGM-CSF,5 μg/L rmIL-4)調細胞濃度至1 ×106/mL,以1 mL/孔加入24 孔培養(yǎng)板培養(yǎng);置37 ℃、5% CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng),48 h 后吸棄細胞碎片和未貼壁細胞并半量換液。
收集 H22 腫瘤細胞,調配成濃度為1 ×106個/mL,常規(guī)-80 ℃~37 ℃凍融法制備腫瘤抗原,以40 μL/孔加入培養(yǎng)至第五天的DC 微池中,以沖擊DC。
將H22 肝腹水瘤細胞在含10%(V/V)胎牛血清的RPMI 1640 培養(yǎng)基(含青霉素和鏈霉素100 U/mL)、5% CO2、37 ℃、飽和濕潤空氣中培養(yǎng);常規(guī)每3 天傳代1 次。
無菌條件下取小鼠脾臟,研磨成單細胞,經孔徑40 μm 尼龍篩過濾;用Tris-NH4Cl 低滲溶解紅細胞,經尼龍毛柱,洗脫后用含10%小牛血清的培養(yǎng)液(含hIL-2 5 μg/L )1 ×107/mL 中培養(yǎng);培養(yǎng)6 h 后收集未貼壁細胞即為T 細胞。
分別稱取LBP 粉劑(多糖含量>95%)5,10,20 mg,分別溶于1 000 mL 生理鹽水中,即得5,10,20 mg/L 的LBP 溶液。
將制備好的DC 分成4 組,分別為生理鹽水(NS)+DC + H22組、LBP 5 mg/L + DC + H22組、LBP 10 mg/L+DC+H22組及LBP 20 mg/L+DC +H22組。隔天換液,繼續(xù)培養(yǎng)至第6 天。
將培養(yǎng)至第4 天的各組DC 與制備好的H22 腫瘤抗原肽相混合,40 μL/孔(DC 與腫瘤細胞對應比例為100 ∶1,相當于每毫升相應腫瘤細胞數(shù)為4 ×104個)。
1.11.1 DC 的培養(yǎng)
加入1640 培養(yǎng)基、IL-4 以及GM-CSF 條件下,小鼠骨髓來源的單核細胞誘導分化成DC。以倒置顯微鏡觀察正常培養(yǎng)(即培養(yǎng)過程中正常換培養(yǎng)液,不加任何刺激物)至第6 天的DC。此外,將培養(yǎng)至第4 天的DC(此時已有部分細胞有樹突樣突起)加入LBP 10 mg/L 繼續(xù)培養(yǎng)24 h(即第5 天)、48 h(即第6 天),并以倒置顯微鏡觀察。
選擇如下代表性系統(tǒng)作為基準模型:(1)Neural Responding Machine(NRM)[21] 是針對單輪對話設計的序列學習模型?;谟柧殧?shù)據(jù)中的問題—答案對訓練NRM 模型。主要注意的是NRM 沒有與知識庫進行交互,它是聊天機器人的代表模型;(2)Embedding-based QA(EQA)[22] 直接匹配問題和事實,是知識問答系統(tǒng)的代表模型,它只能提供答案實體,不能生成自然答案;(3)GenQA[7]是第一個自然答案生成模型。
1.11.2 DC 表達CD86、CD11a 情況的檢測
通過流式細胞儀檢測。將負載H22 腫瘤抗原肽的DC 繼續(xù)培養(yǎng)(24 孔板培養(yǎng))至第3 天;分別加入5,10,20 mg/L 的LBP 溶液1.0 mL 和等體積的生理鹽水,每個濃度設6 個復孔,繼續(xù)培養(yǎng)至第6 天;第6 天時收集培養(yǎng)的DC;將培養(yǎng)細胞首先用0.25%胰蛋白酶消化5 min,至光鏡下見到貼壁細胞間出現(xiàn)篩狀間隙為止,棄去消化液,加PBS 液;用吸管將細胞從瓶壁上輕輕吹打下來,并移入離心管中;短時低速離心(800~1 000 r/min)5 min;棄上清,加pH 為7. 4 的PBS 液5 mL,再低速短時離心5 min;重復3 次,以去除細胞懸液中的細胞碎片;加少許PBS 液,加入1%多聚甲醛固定5 min,加入PBS 清洗2 遍,棄上清,分別加入FITC 和PE 標記的單克隆抗體CD86 和CD11a,上機檢測。
1.11.3 不同濃度作用下DC 分泌IL-12P40 的檢測
以Western-blot 檢測。①轉膜:SDS-PAGE 蛋白電泳后,凝膠在轉移緩沖液中平衡15 min。放入Towbin 轉移緩沖液中浸泡15~30 min。于Bio-Rad半干式電轉儀中轉印,條件為20V,90 min。②封閉:轉印后的PVDF 膜或NC 膜置于封閉液中,4 ℃下封閉過夜。③抗原蛋白與第一抗體反應:將膜置于封閉液稀釋的血清中,室溫微搖2 h。用PBS 洗滌3 次,每次10 min。轉入TBS 溶液中,室溫微搖10 min。④抗原蛋白與第二抗體反應:將膜置于用含1%(W/V)的去脂奶粉的TBS 稀釋的第二抗體中,室溫微搖1 h。TBS 洗滌3~5 次,每次10 min;⑤顯色:取6 mg DAB(二氨基聯(lián)苯胺)溶于9 mL 0.01 M Tris-HCl(pH 7.6)中,加1 mL 0.3%(W/V)的NiCl2(新鮮配制)。將膜轉入上述顯色液中,顯色充分(1~3 min)時,立即用水洗膜,然后將膜轉入PBS 中,照相保存。
1.11.4 T 淋巴細胞殺傷活性反應的檢測
將各組DC 分別與淋巴細胞按數(shù)量比為1∶30 的比例混合培養(yǎng)4 h,分別致敏T 淋巴細胞。各種致敏的T淋巴細胞為效應細胞,H22 肝癌細胞為靶細胞,進行混合培養(yǎng)24 h,效靶比分別為20∶1,40∶1,80∶1,然后采用MTT 法測定致敏的T 細胞殺傷活性,以未致敏的T 淋巴細胞為效應對照組,計算公式如下:
正常培養(yǎng)至第6 天,大部分細胞有樹突樣突起,呈現(xiàn)出典型的樹突樣突起,見圖1。將培養(yǎng)至第4 天 的DC 加入LBP 10 mg/L 繼續(xù)培養(yǎng)24 h(即第5 天)后,細胞樹突樣突起增多,細胞生長旺盛。加入LBP 培養(yǎng)48 h(即第6 天)后,大部分樹突狀細胞突起減少,細胞變大變圓,呈現(xiàn)出成熟樹突狀細胞的形態(tài),見圖2。
LBP 處理組CD11a 和CD86 分子的表達均明顯高于NS 組,其中10 mg/L 增加最為明顯。見表1。
表1 各組DCs 的CD11a 和CD86 免疫表型對比mg·L -1,±s
表1 各組DCs 的CD11a 和CD86 免疫表型對比mg·L -1,±s
注:與NS 組對比,* P<0.05;與5 mg/L 組對比,# P<0.05;與20 mg/L 組對比,△P<0.05。
組 別 劑量/mg·L-1 CD11a CD86 NS 組53.82 ±1.64 63.78 ±1.66 LBP 組 5 68.75 ±1.35* 75.36 ±1.43*LBP 組 10 85.46 ±1.43# 92.37 ±1.86* #△LBP 組 20 76.83 ±2.68* 85.34 ±1.48*
經電泳、轉膜、抗體雜交顯色后,在約與標準蛋白分子量40 KDa 相對應位置獲得蛋白條帶;采用Gel-Pro analyzer 分析軟件對蛋白條帶圖像進行灰度分析。各加藥組DCs 的IL-12P40 蛋白分泌水平高于NS 組,差別有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。其中以10 mg/L 干預組DC 表達IL-12P40 水平最高,與其他3 組對比,差別有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見圖3、表2。
圖3 各組蛋白條帶圖
表2 各組IL-12P40 表達對比灰度值n=3,±s
表2 各組IL-12P40 表達對比灰度值n=3,±s
注:與NS 組對比,* P<0.05;與5 mg/L 組對比,# P<0.05;與20 mg/L組對比,△P<0.05。
組 別 劑量/mg·L -1 IL-P1240 NS 組68.32 ±8.36 LBP 組 5 76.32 ±6.48*LBP 組 10 95.36 ±5.47* #△LBP 組 20 84.32 ±9.86*
經ANOVA 分析發(fā)現(xiàn),與NS 組對比,各加藥組殺傷活性增加,差別有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。其中LBP 10 mg/L 劑量干預T 細胞殺傷活性最強。見表3。
表3 DCs 刺激同種反應性T 細胞的殺傷活性n=10,%,±s
表3 DCs 刺激同種反應性T 細胞的殺傷活性n=10,%,±s
注:與NS 組對比,* P<0.05;與5 mg/L 組對比,# P<0.05;與20 mg/L組對比,△P<0.05。
組 別 劑量/mg·L -1殺傷活性NS 組16.32 ±4.54 LBP 組 5 20.48 ±6.58*LBP 組 10 43.65 ±7.36* #△LBP 組 20 21.28 ±6.43*
細胞免疫抗腫瘤的機制主要為CTL 的特異性殺傷效應、巨噬細胞及NK 細胞的殺傷效應、細胞因子直接或間接的殺瘤效應等[4-5]。本研究通過LBP對DC 培養(yǎng)液的干預,證明LBP 可以間接提高T 細胞的殺傷H22 瘤細胞株活性。而免疫反應的產生首先必需由抗原提呈細胞捕獲抗原,經其加工、處理后將抗原信息傳遞給T、B 淋巴細胞,方能產生一系列免疫應答[6]。因此,抗原遞呈細胞是機體免疫反應的首要環(huán)節(jié),能否進行有效的抗原提呈關系到免疫激活或免疫耐受的誘導。而樹突狀細胞是目前發(fā)現(xiàn)的體內抗原提呈能力最強的專職APC,在免疫系統(tǒng)中發(fā)揮著關鍵作用[7]。
大量的研究表明,正常情況下絕大多數(shù)體內DC處于非成熟狀態(tài),其表達低水平的共刺激分子和黏附分子,體外激發(fā)混合淋巴細胞反應(MLR)能力較弱,而且抗原提呈能力也較弱,但具有極強的抗原內吞和加工處理能力;成熟的DC 才具有較強的抗原提呈能力[8-9]。而研究表明,成熟的DC 高表達CD80、CD83、CD86、HLA-DR、HLA-A、CD11a 等共刺激分子,相反,非成熟DC 不表達或弱表達上述共刺激分子。本研究中經LBP 處理后的DC 培養(yǎng)液與NS 組相比,在培養(yǎng)第6 天時DC 表達CD86、CD11a的水平明顯增高,說明LBP 能夠促進DC 的成熟。IL-12 是成熟DCs 分泌的一種細胞因子,它能夠促進Th0 細胞向Th1 細胞轉化,誘導Th1 型細胞介導的免疫反應。本實驗表明,LBP 處理的DCs 能夠分泌高水平的IL-12P40,進而促使T 細胞轉化為殺傷性T 細胞,提高T 細胞的殺傷活性。
綜上所述,本實驗證實了LBP 體外干預DC 的培養(yǎng)過程,不但能夠起到增加其數(shù)量的作用,同時也能夠促進DC 的分化和成熟,從而為惡性腫瘤的生物治療提供有益方法。
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