单核细胞来源的树突状细胞(MoDC)能够感知微量的危险相关分子,因此极易被启动。本文提供了从血液和肿瘤中分离MoDC并利用免疫复合物对其进行激活的详细方案,同时强调了应考虑的关键注意事项,以避免其过早激活。
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单核细胞来源的树突状细胞(MoDC)能够感知微量的危险相关分子,因此极易被启动。本文提供了从血液和肿瘤中分离MoDC并利用免疫复合物对其进行激活的详细方案,同时强调了应考虑的关键注意事项,以避免其过早激活。
树突状细胞(DC)是一类异质性的细胞群体,其在细胞膜标志物、迁移模式与分布,以及抗原呈递和T细胞活化能力方面均存在差异。由于大多数实验性肿瘤模型的疫苗接种需要数百万的DC,这些细胞通常广泛地从骨髓或脾脏中分离获得。然而,这些来源的DC在对免疫复合物(IC)的反应性上,与血液和肿瘤来源的DC存在显著差异,对其他与Syk偶联的凝集素受体的反应性也可能不同。尤为重要的是,鉴于DC对危险相关分子的高度敏感性,在分离过程中的任一步骤若存在内毒素或可交联活化受体的抗体,均可能导致DC被提前活化,从而影响其后续活化所需的参数,或至少影响所需剂量。因此,本文详细描述了一种从血液和肿瘤中分离单核细胞来源的树突状细胞(MoDC)并避免其过早活化的实验方案。此外,还提供了一套使用肿瘤来源免疫复合物活化MoDC及其后续分析的完整流程。
自发现以来,树突状细胞(DC)因其独特调控T细胞分化的潜能而成为广泛研究的焦点1。在过去几十年中,大量研究致力于定义各种DC亚群及其在肿瘤进展与免疫反应中的功能2。DC由异质性细胞群体组成,彼此在模式识别受体、组织分布以及迁移和抗原提呈能力方面存在差异3,4,5。与其他DC亚群相比,单核细胞来源的树突状细胞(MoDC)在肿瘤中更为丰富,并且可由循环或肿瘤浸润的单核细胞轻松诱导生成6,7。因此,许多旨在利用其相对高丰度的临床试验均基于对自体MoDC进行体内(in vivo)和体外(ex vivo)操控,以激发T细胞免疫应答8,9。
类似地,基于树突状细胞(DC)的实验性肿瘤模型疫苗接种需要每隔5至7天进行2到3次连续注射,每次注射1-2 × 106个经肿瘤抗原刺激活化的DC。因此,为了获得足够数量的DC,大多数小鼠研究主要采用在GM-CSF中培养7至9天由骨髓(BM)前体细胞分化而来的单核细胞来源树突状细胞(MoDC)(在小鼠体系中无需添加IL-4)10,11。然而,由于GM-CSF基因敲除小鼠的DC区室总体正常12,13,且该培养方法获得的细胞群体成分混杂14,这些体外诱导DC的生理相关性已受到质疑。
此外,树突状细胞(DC)也可常规性地从脾细胞中分离获得。然而,DC仅占总脾细胞的约0.3%-0.8%(相当于每只小鼠脾脏中约7 × 105个DC),而在这些细胞中,仅有CD103+ DC和单核细胞来源的树突状细胞(MoDC)能够迁移回淋巴器官。由于MoDC约占脾脏DC群体的10%-15%15,16,大多数分离方案每只脾脏仅能获得约1 × 105个MoDC。通过注射可分泌GM-CSF的转染B16细胞可实现MoDC的扩增,从而使脾脏中的MoDC数量增加约100倍17。然而,由于该方法无法应用于人类,且所获得的MoDC已处于高度活化状态,因此MoDC在树突状细胞疫苗开发中的应用受到限制。
除了获得足够数量的DC外,开发针对自体癌细胞的有效DC疫苗面临的另一个挑战是肿瘤微环境中缺乏足够的危险信号来充分激活DC。共刺激信号的诱导通常通过激活模式识别受体(PRR)或C型凝集素信号通路实现18,19,20,21。另一种激活DC的策略是利用其通过表面Fcγ受体(FcγR)与抗原相互作用而摄取抗原的能力。事实上,已有若干重要文献表明,在预防性条件下,将来源于骨髓前体细胞并经肿瘤-IgG免疫复合物激活的MoDC注射入体内,不仅可以抑制肿瘤生长,还可实现对已形成肿瘤的根除22,23。
在最近发表的两篇论文中,Carmi et al. 发现,与骨髓来源的树突状细胞(BMDC)和脾脏树突状细胞不同,来自血液和肿瘤的单核细胞来源树突状细胞(MoDC)在缺乏额外刺激的情况下无法对IgG免疫复合物(IC)产生应答。该现象被证实是由于细胞内存在高水平的酪氨酸磷酸酶,从而调控FcγR信号通路24,25。该研究通过定义树突状细胞中的一个关键检查点,为基于树突状细胞疫苗的成功接种条件提供了重要见解。需要额外刺激才能启动FcγR信号通路,以及可能依赖类似磷酸化级联反应的其他凝集素受体的信号传导,因此强调了在分离树突状细胞过程中应避免其过早活化的必要性。
因此,本方案描述了从血液和肿瘤中分离单核细胞来源的树突状细胞(MoDC)的方法,这些细胞与骨髓和脾脏来源的树突状细胞存在显著差异,并强调了操作过程中值得重视的注意事项。
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以下方案涉及小鼠 MoDC 的分离,但其总体原则也可能适用于其他 DC 亚群细胞。12 至 16 周龄的 C57Bl/6j 小鼠饲养于经美国实验动物照护与使用认证协会(American Association for the Accreditation of Laboratory Animal Care)认证的动物实验设施中。所有实验方案均经斯坦福大学和特拉维夫大学机构动物照护与使用委员会批准。
1. 肿瘤相关单核细胞来源树突状细胞的分离
2. 从外周血中分离单核细胞来源的树突状细胞
注意:由于成熟的小鼠树突状细胞(MoDCs)在小鼠血液中相对稀少,以下方案描述的是其衍生方法 体外 从分选的单核细胞中。
3. 肿瘤-IgG 免疫复合物的制备
4. 使用肿瘤-IgG 免疫复合物激活 MoDC
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我们首先比较了来自未经免疫的同系和异系小鼠的抗体与肿瘤细胞结合的能力。为此,将B16F10和LMP肿瘤细胞系用多聚甲醛固定并充分洗涤。B16F10是一种黑色素瘤细胞系,最初分离自C57Bl/6小鼠的肺转移灶。LMP是一种胰腺肿瘤细胞,源自KrasG12D/+、LSL-Trp53R172H/+和Pdx-1-Cre小鼠,并可在129F1小鼠中稳定生长。为获得免疫复合物(IC),将肿瘤细胞在冰上与抗体孵育20分钟 2 μg 每1×10⁶个同基因型或异基因型IgG5 肿瘤细胞。IgG和IgM抗体从20-24周龄未免疫小鼠的循环血液中通过蛋白A分离,随后按所述方法进行尺寸排阻色谱纯化24细胞随后被洗涤,并用PE标记的鼠抗小鼠IgG二抗染色,通过流式细胞仪分析平均荧光强度。如图所示 图1A,来自C57Bl/6同种异体小鼠的IgG抗体结合LMP肿瘤细胞 离体 比来自129S1同系小鼠的抗体效果强得多。类似地,用129S1异系IgG对固定的B...
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由于小鼠疫苗接种所需的树突状细胞(DC)数量较大(每只小鼠约需 2–4 × 106 个 DC),大多数小鼠疫苗接种策略均基于从小鼠骨髓(BM)和脾脏中分离 DC,随后进行体外(ex vivo)激活。然而,尝试在体内(in vivo)使用相同条件激活肿瘤相关 DC 时,往往难以诱导有效的免疫应答。Carmi et al. 在相继发表的两篇论文中发现,血液和肿瘤中的单核细胞来源的树突状细胞(MoDC)与脾脏及骨髓来源的 DC 存在显著差异:前者天然具有较高的酪氨酸磷酸酶本底水平,因此在使用 IC24,25 激活前需要预先启动。此外,这些结果进一步强调了采取额外预防措施的必要性,以维持 DC 处于更接近其生理状态的激活水平。因此,本实验方案旨在详细描述从肿瘤组织和外周循环中分离 MoDC 的操作流程,并重点指出可能导致其过早激活的关键步骤。
首先,为了从血液和肿瘤中获得足够数量的树突状细胞(DC)...
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| Ficoll-Paque PREMIUM | GE-Healthcare | 17-5442-02 | |
| OptiPrep | StemCell Technologies | 07820 | |
| CD45 MicroBeads | Miltenyi | 130-052-301 | |
| EasySep 单核细胞分离试剂盒 | StemCell Technologies | 19861 | |
| 胶原酶 IV | Sigma | C9697-50MG | 每批次均需检测内毒素 |
| DNase I | Sigma | DN25-10MG | |
| HBSS | ThermoFisher | 14025092 | |
| FBS | ThermoFisher | 16140071 | 每批次均需检测内毒素 |
| PE-CD11c | Biolegend | 117307 | |
| APC-CD11b | Biolegend | 101211 | |
| Brilliant Violet 650 MHCII | Biolegend | 107641 | |
| AF48- CD86 | Biolegend | 105017 | |
| APC/Cy7-Ly-C6 | Biolegend | 108423 | |
| PE/Cy7-CD15 | Biolegend | 135523 |
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