移植物抗宿主病是异基因骨髓移植后的主要并发症。树突状细胞在移植物抗宿主病的发病机制中起着关键作用。本文介绍了一种新型骨髓移植平台,用于研究树突状细胞在移植物抗宿主病发生以及移植物抗白血病效应中的作用。
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移植物抗宿主病是异基因骨髓移植后的主要并发症。树突状细胞在移植物抗宿主病的发病机制中起着关键作用。本文介绍了一种新型骨髓移植平台,用于研究树突状细胞在移植物抗宿主病发生以及移植物抗白血病效应中的作用。
同种异体骨髓移植(BMT)因移植物抗白血病(GVL)效应可有效清除肿瘤,是治疗血液系统恶性肿瘤的有效疗法。然而,其临床应用受到移植物抗宿主病(GVHD)的限制,GVHD是BMT的主要并发症。当供体移植物中的T细胞识别受者细胞表达的同种异体抗原时,便会引发对受者健康组织的异常免疫攻击,从而导致GVHD的发生。因此,传统治疗方法旨在抑制供体T细胞的同种反应性。然而,这些方法会显著削弱GVL效应,因而无法改善受者的生存率。因此,深入理解各种治疗策略对BMT、GVL及GVHD的影响至关重要。由于受者树突状细胞(DCs)具有抗原呈递和分泌细胞因子以激活供体T细胞的能力,其在GVHD的诱导过程中发挥着关键作用。因此,靶向受者DCs成为控制GVHD的潜在策略。本研究介绍了一种新型BMT平台,用于探究宿主DCs如何调控移植后GVH和GVL反应;同时提供了一种有效的BMT模型,用于研究移植后GVHD与GVL的生物学机制。
异基因造血干细胞移植(BMT)是治疗血液系统恶性肿瘤的有效疗法1,2 通过移植物抗白血病(GVL)效应3然而,供体淋巴细胞总会对受体组织发起不希望出现的免疫攻击,这一过程称为移植物抗宿主病(graft-versus-host disease, GVHD)。4.
GVHD 的小鼠模型是研究 GVHD 生物学特性及 GVL 反应的有效工具5。小鼠是一种经济高效的实验动物模型,体型小,适用于在分子和生物制剂研发早期阶段进行高效给药6。小鼠是遗传操作研究的理想实验动物,因其遗传背景明确,非常适合研究生物学通路和机制6。目前已建立多种小鼠主要组织相容性复合体(MHC)不匹配的 GVHD 模型,例如 C57BL/6 (H2b) → BALB/c (H2d) 和 FVB (H2q) → C57BL/6 (H2b)5,7。这些模型对于确定影响 GVHD 的特定细胞类型、基因和因子的作用具有重要价值。从 C57/BL/6 (H2b) 亲本供体向 MHC I(B6.C-H2bm1)和/或 MHC II(B6.C-H2bm12)存在突变的受体移植的研究表明,MHC I 类和 II 类分子的同时不匹配是急性 GVHD 发生的重要条件。这提示 CD4+ 和 CD8+ T 细胞均参与疾病的发展7,8。GVHD 还涉及一种称为“促炎性细胞因子风暴”的炎症级联反应9。在小鼠模型中,最常用的预处理方法是通过 X 射线或137Cs 进行全身照射(TBI)。该方法可清除受体的骨髓,从而允许供体干细胞植入并防止移植物被排斥。其机制在于限制受体 T 细胞对供体细胞的增殖反应。此外,遗传差异在疾病诱导中也起重要作用,且该过程还依赖于次要 MHC 的不匹配10。因此,不同小鼠品系所需的骨髓清除性照射剂量有所不同(例如 BALB/c → C57BL/6)。
宿主抗原提呈细胞(APC)对供体T细胞的激活是移植物抗宿主病(GVHD)发生的关键环节。在各类抗原提呈细胞中,树突状细胞(DC)的作用最为强烈。由于其具有强大的抗原摄取能力、高水平表达T细胞共刺激分子,以及能够分泌促炎性细胞因子从而驱动T细胞分化为致病性亚群,DC天生具备诱导GVHD的能力。受者来源的DC在移植后促进T细胞的初始活化及GVHD的启动过程中起着至关重要的作用11,12。因此,DC已成为GVHD治疗中备受关注的靶点12。
全身照射(TBI)对于增强供体细胞的植入是必需的。由于TBI的作用,受体树突状细胞(DCs)被激活,并在移植后短暂存活12。尽管在生物发光或荧光技术的应用方面已取得重大进展,建立一个有效的模型来研究受体DCs在移植物抗宿主病(GVHD)中的作用仍然具有挑战性。
由于供体T细胞是介导移植物抗白血病(GVL)效应的主要驱动力,使用糖皮质激素等免疫抑制药物来抑制T细胞同种反应性的治疗策略常导致肿瘤复发或感染13。因此,靶向受体树突状细胞(DCs)可能为治疗移植物抗宿主病(GVHD)同时保留GVL效应并避免感染提供一种替代策略。
简而言之,本研究提供了一个平台,用于理解受体树突状细胞(DCs)中不同类型的信号传导如何调控异基因骨髓移植(BMT)后移植物抗宿主病(GVHD)的发生以及移植物抗白血病(GVL)效应。
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实验程序已获得中佛罗里达大学机构动物护理和使用委员会的批准。
1. 移植物抗宿主病的诱导
注意:同种异体骨髓(BM)细胞移植(步骤 1.2)需在照射后 24 小时内进行。以下所述所有操作均须在无菌环境中进行。操作应在组织培养罩内完成,并使用过滤过的试剂。
2. 共移植模型
3. BMT 的 GVHD/GVL 模型
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主要MHC不相容的B6(H2kb)-BALB/C(H2kd)模型与移植后移植物抗宿主病(GVHD)的发展过程高度一致(图2)。在接受野生型B6 T细胞移植的受体小鼠中, Cooke等人先前确立的全部六项GVHD临床体征均出现16,而仅接受骨髓移植的受体小鼠(步骤1.5)则未出现这些体征,后者代表GVHD阴性组。在此模型中,GVHD的发展分为两个阶段:首先,在移植后约第11天达到病情严重程度的高峰,随后临床评分下降,体重在第16天前逐渐恢复。在这一阶段,多种机制如辐射诱导的炎症反应和植入综合征推动了疾病的发生和发展。受体小鼠通常在移植后30−40天内因GVHD死亡。
至少85%的骨髓细胞分化为树突状细胞(DC)(图3A
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利用干细胞为特定个体进行治疗是治疗晚期和耐药性癌症的有效方法18。然而,小分子药物长期以来一直是个性化癌症治疗的主要关注点。另一方面,在细胞治疗中,供体与宿主之间的多种相互作用可能决定性地影响治疗效果,例如造血干细胞移植(BMT)后移植物抗宿主病(GVHD)的发生1。
主要MHC不相合的小鼠BMT模型是研究GVHD生物学机制及评估药物治疗效果的有力工具。其中,C57BL/6 (H2b)→BALB/c (H2d) 和 FVB (H2q)→C57BL/6 (H2b) 是已建立成熟的模型5,7。这些模型采用清髓性放疗作为预处理方案,其中BALB/c模型使用单次剂量,而C57BL/6模型则采用分次剂量,各次间隔3–8小时,以降低肠道毒性5。两种模...
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本研究由中佛罗里达大学医学院启动资金(资助 HN)、匹兹堡大学医学中心希尔曼癌症中心启动资金(资助 HL)、美国国立卫生研究院(NIH)资助项目 #1P20CA210300-01 以及越南卫生部资助项目 #4694/QD-BYT(资助 PTH)支持。我们感谢南卡罗来纳医科大学 Xue-zhong Yu 博士为本研究提供材料。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 0.5 M EDTA pH 8.0 100ML | 弗舍科学 | BP2482100 | MACS 缓冲液 |
| 10X PBS | 弗舍科学 | BP3994 | MACS 缓冲液 |
| A20 B细胞淋巴瘤 | 中佛罗里达大学 | 本实验室 | GVL 实验 |
| ACC1 fl/fl | 杰克逊实验室 | 30954 | GVL 实验 |
| ACC1 fl/fl CD4cre | 中佛罗里达大学 | GVL 实验 | |
| 抗生物素微珠 | 美天旎生物技术 | 130-090-485 | T细胞富集 |
| 抗人/小鼠 CD45R (B220) | 赛默飞世尔科技 | 13-0452-85 | T细胞富集 |
| 抗小鼠 B220 FITC | 赛默飞世尔科技 | 10452-85 | 流式细胞术分析 |
| 抗小鼠 CD11c- AF700 | 赛默飞世尔科技 | 117319 | 流式细胞术分析 |
| 抗小鼠 CD25 PE | 赛默飞世尔科技 | 12-0251-82 | 流式染色 |
| 抗小鼠 CD4 生物素 | 赛默飞世尔科技 | 13-0041-86 | T细胞富集 |
| 抗小鼠 CD4 eFluor® 450(太平洋蓝® 替代品) | 赛默飞世尔科技 | 48-0042-82 | 流式染色 |
| 抗小鼠 CD45.1 PE | 赛默飞世尔科技 | 12-0900-83 | 流式细胞术分析 |
| 抗小鼠 CD8a APC | 赛默飞世尔科技 | 17-0081-83 | 流式细胞术分析 |
| 抗小鼠 H-2Kb PerCP-Fluor 710 | 赛默飞世尔科技 | 46-5958-82 | 流式细胞术分析 |
| 抗小鼠 MHC II类抗体 APC | 赛默飞世尔科技 | 17-5320-82 | 流式细胞术分析 |
| 抗小鼠 TER-119 生物素 | 赛默飞世尔科技 | 13-5921-85 | T细胞富集 |
| 抗Thy1.2 | 生物优博 | BE0066 | 骨髓细胞生成 |
| B6 fB-/- 小鼠 | 中佛罗里达大学 | 本实验室 | 受体 |
| B6.Ly5.1 (CD45.1+) 小鼠 | 查尔斯河实验室 | 564 | 供体 |
| BALB/c 小鼠 | 查尔斯河实验室 | 028 | 移植受体 |
| C57BL/6 小鼠 | 查尔斯河实验室 | 027 | 供体/受体 |
| CD11b | 赛默飞世尔科技 | 13-0112-85 | T细胞富集 |
| CD25-生物素 | 赛默飞世尔科技 | 13-0251-82 | T细胞富集 |
| CD45R | 赛默飞世尔科技 | 13-0452-82 | T细胞富集 |
| CD49b 单克隆抗体 (DX5)-生物素 | 赛默飞世尔科技 | 13-5971-82 | T细胞富集 |
| 40 µm 细胞筛 | 赛默飞世尔科技 | 22363547 | 细胞制备 |
| 70 µm 细胞筛 | 赛默飞世尔科技 | 22363548 | 细胞制备 |
| D-荧光素 | Goldbio | LUCK-1G | 活体动物成像 |
| 胎牛血清 (FBS) | 亚特兰大生物 R&D 系统 | D17051 | 细胞培养 |
| 流式细胞术管 | 弗舍科学 | 352008 | 流式细胞术分析 |
| FVB/NCrl | 查尔斯河实验室 | 207 | 供体 |
| 脂多糖 (LPS) | 密理博西格玛 | L4391-1MG | 树突状细胞成熟 |
| LS 柱 | 美天旎生物技术 | 130-042-401 | 细胞制备 |
| MidiMACS | 美天旎生物技术 | 130-042-302 | T细胞富集 |
| New Brunswick Galaxy 170R 培养箱 | 艾本德 | Galaxy 170 R | 细胞培养 |
| 青霉素+链霉素(10,000 单位青霉素 / 10,000 mg/ml 链霉素) | GIBCO | 15140 | 培养基 |
| RPMI 1640 | 赛默飞世尔科技 | 11875-093 | 培养基 |
| TER119 | 赛默飞世尔科技 | 13-5921-82 | T细胞富集 |
| Xenogen IVIS-200 | 珀金埃尔默 | Xenogen IVIS-200 | 活体动物成像 |
| X-RAD 320 生物辐照仪 | 精准X射线 | X-RAD 320 | 全身照射 |
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