本文介绍了一种独特的综合性方案,可通过唾液酸酶处理,从分离的外周血单个核细胞(PBMCs)制备去唾液酸化的人单核细胞来源树突状细胞(mo-DCs)。此外,还描述了对mo-DCs进行表型和功能特征分析的方法,并评估唾液酸酶处理如何提高mo-DCs成熟水平的实验流程。
本文介绍了一种独特的综合性方案,可通过唾液酸酶处理,从分离的外周血单个核细胞(PBMCs)制备去唾液酸化的人单核细胞来源树突状细胞(mo-DCs)。此外,还描述了对mo-DCs进行表型和功能特征分析的方法,并评估唾液酸酶处理如何提高mo-DCs成熟水平的实验流程。
唾液酸是一类带负电荷的单糖,通常位于细胞表面聚糖的末端。由于其亲水性和生物物理特性,唾液酸参与多种生物学过程,例如免疫应答的调节、自身与非自身抗原的识别、糖-蛋白相互作用等。细胞中唾液酸的含量由唾液酸酶(sialidase)调控,该酶催化唾液酸残基的去除。多项研究表明,唾液酸聚糖通过与免疫细胞上的cis和trans抑制性Siglec受体相互作用,在监控免疫监视中发挥关键作用。同样,癌症中的糖-免疫检查点正成为开发免疫疗法的重要靶点。此外,树突状细胞(DCs)因其作为专业抗原呈递细胞(APC)的独特角色,以及启动适应性免疫应答和产生免疫记忆的能力,被视为免疫疗法(尤其是癌症研究)中的重要组成部分。然而,DCs的功能依赖于其完全成熟。未成熟DCs的功能与成熟DCs相反,且具有较高的唾液酸含量,这进一步抑制了其成熟程度。这种状态会下调未成熟DCs激活T细胞的能力,导致免疫应答受损。因此,从人DCs细胞表面去除唾液酸可诱导其成熟,从而增加MHC分子的表达和抗原呈递能力。此外,它还能恢复共刺激分子和IL-12的表达,使DCs更有效地将T细胞极化为Th1表型,并特异性激活细胞毒性T细胞以杀伤肿瘤细胞。因此,唾液酸已成为调控DCs的关键调节因子,并被用作提升其治疗应用潜力的新靶点。本研究提供了一种独特的方法,使用唾液酸酶处理in vitro来源的单核细胞衍生DCs,旨在生成具有不同细胞表面唾液酸表型以及定制化成熟和共刺激特征的DC群体。
携带唾液酸的聚糖(唾液酸聚糖)因其免疫调节作用而受到广泛关注。单糖唾液酸在人体中最常见的形式是N-乙酰神经氨酸,它是凝集素的重要配体,这类凝集素在免疫学中具有明确作用,例如选择素(Selectins)和唾液酸结合免疫球蛋白样凝集素(Siglecs)。这些凝集素可识别同一细胞表面的唾液酸聚糖(cis作用)或相邻细胞表面的唾液酸聚糖(trans作用),从而介导细胞间相互作用,在炎症、自身免疫和肿瘤免疫逃逸等生理与病理过程中发挥关键调控功能。 关键词:唾液酸聚糖,唾液酸,N-乙酰神经氨酸,凝集素,选择素,Siglec,免疫调节,细胞间相互作用顺式)或在不同的细胞上(转并在宿主-病原体相互作用以及多种生理和病理性的细胞活动中发挥重要作用1,2,3此外,由于唾液酸位于细胞表面糖缀合物的末端位置,可遮蔽其下方的结构,从而抑制细胞间的直接接触 通过 非特异性排斥效应或阻碍其他凝集素的检测4细胞内多种唾液酸转移酶(负责转移唾液酸)和唾液酸酶(负责切割唾液酸键)的活性决定了细胞表面唾液酸的含量。此外,宿主或病原体表达的可溶性唾液酸转移酶和唾液酸酶可对外源性调节细胞表面唾液酸的含量5,6.
异常唾液酸化是多种病理状态的特征。在自身免疫性疾病中,唾液酸化水平降低可导致免疫系统过度活化和器官损伤,因为唾液酸有助于区分自身抗原并调节炎症反应7。相反,唾液酸化水平升高会导致唾液酸糖链(如唾液酸-Tn、唾液酸-Lewis抗原、多聚唾液酸和神经节苷脂)的过度表达,这是某些癌症的标志性特征8,9。唾液酸化水平升高还依赖于特定酶(如N-乙酰葡萄糖胺基转移酶(GNT-V))的表达上调,该酶可生成高度唾液酸化的三叉和/或四叉N-连接聚糖,这些聚糖与肿瘤生长和转移相关10。唾液酸含量还调控蛋白质的稳定性和功能,这对关键致癌因子的作用至关重要11。因此,唾液酸化水平升高可促进肿瘤发生、转移、耐药性及免疫逃逸。此外,唾液酸糖链的上调使肿瘤能够与免疫细胞上的抑制性Siglec受体相互作用,从而逃避免疫监视。基于此,唾液酸糖链现被视为糖-免疫检查点,并成为有前景的治疗靶点。例如,针对Siglec-免疫轴的抑制剂目前已进入早期临床试验阶段,因为免疫细胞表面的Siglec受体(唾液酸结合免疫球蛋白样凝集素)具有免疫抑制功能12。
酶已被用作研究工具或治疗策略,以调控糖链谱型13,14。由于唾液酸化糖链(如唾液酸路易斯X)在细胞迁移和癌症转移中具有关键作用,神经氨酸酶已被用于改变癌细胞的恶性特征15。与此同时,能够抑制唾液酸裂解的神经氨酸酶抑制剂已进入临床,用于治疗依赖唾液酸的病毒感染16。近年来,由于唾液酸在Siglec-免疫轴中作为配体发挥关键作用,因而可通过调控唾液酸来抑制肿瘤逃避免疫应答,这一领域受到更多关注。2022年诺贝尔奖得主Bertozzi及其团队提出了多种可选择性裂解不同唾液酸糖链并增强抗肿瘤免疫应答的策略,进一步推动了该领域的研究进展17。因此,基于神经氨酸酶的策略代表了一种有前景的糖-免疫检查点治疗方式。免疫系统细胞的糖型特征取决于细胞类型及其活化状态。就T细胞而言,糖链在T细胞发育和胸腺细胞筛选、T细胞活性、分化与增殖等病理生理过程中发挥关键作用18。例如,糖蛋白上的多聚乳糖胺结构可影响B淋巴细胞和T淋巴细胞的基础水平以及巨噬细胞的活化19。在巨噬细胞中,特定的糖链表达模式在巨噬细胞向肿瘤微环境(TME)募集过程中具有重要作用20。因此,免疫细胞表达的O-连接和N-连接糖链可作为癌症及自身免疫性疾病治疗中潜在的糖生物学标志物。
树突状细胞(DCs)是一类特殊的抗原呈递细胞,具有启动免疫应答的独特能力,例如抗肿瘤免疫21。DCs 必须上调其抗原呈递分子 MHC,以将抗原呈递给 T 细胞(信号 1),同时上调共刺激分子以激活 T 细胞(信号 2),并分泌促炎性细胞因子(如 IL-12),以触发 1 型辅助性 T 细胞的增殖(信号 3)22。所形成的免疫应答受到严密调控,免疫检查点对于防止健康细胞被攻击至关重要。由于 DCs 能够刺激针对肿瘤细胞的多种免疫应答,因此被用作细胞疫苗,大量临床研究已证实其潜在益处23,24。自 2010 年美国食品药品监督管理局(FDA)批准首个基于 DC 的疫苗以来25,26,已开发出多种其他基于 DC 的疫苗。基于 DC 的疫苗主要在体外(ex vivo)制备,随后给予患者,以诱导针对肿瘤的免疫应答。然而,目前 DCs 成熟不充分或短暂是限制其临床疗效的因素之一,这也意味着必须使用昂贵的细胞因子混合物。在临床条件下,若缺乏充分成熟,DCs 无法有效激活 T 细胞;相反,这些 DCs 会表达免疫检查点分子,引发耐受性免疫应答,从而抑制细胞毒性 T 细胞对肿瘤细胞的攻击作用。
人类树突状细胞(DCs)表面具有高度唾液酸化修饰,而这种唾液酸化水平在细胞成熟及整体免疫应答过程中会下降27。通过神经氨酸酶去除这些唾液酸可诱导树突状细胞成熟。去唾液酸化显著上调多种细胞因子(包括IL-12)的表达,这是由于NF-kB转录因子向细胞核转位所致6,28。此外,去唾液酸化还能增强通过MHC-I分子的抗原交叉提呈能力以及抗肿瘤免疫应答29,30。相应地,敲除在树突状细胞唾液酸化过程中起主要作用的唾液酸转移酶ST3Gal.l和ST6Gal.l,可在小鼠树突状细胞中诱导出更成熟的表型31。
唾液酸酶处理提供了一种刺激树突状细胞(DC)成熟各个方面的有效方法,包括增强抗原提呈能力、上调共刺激分子表达以及促进细胞因子分泌,从而克服上述局限性,使DC能够引发有效的免疫应答。本文介绍了一种利用细菌来源的唾液酸酶制备具有活性的去唾液酸化人源DC的实验方案。去唾液酸化的DC表现出更优的成熟特征,可作为细胞模型用于增强抗肿瘤免疫反应。 体外. 树突状细胞由血液单核细胞获得,随后进行分化 体外 在细胞因子白细胞介素-4(IL-4)和粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)存在条件下进行。本研究还描述了基于凝集素的方法,用于分析细胞表面的唾液酸,以及用于免疫表型鉴定树突状细胞成熟水平的方法。此处所述方案也可用于其他细胞类型的去唾液酸化,从而为研究唾液酸化糖链(作为关键的糖免疫检查点,在免疫调节中具有重要意义)的功能提供一种途径。
细胞来自健康匿名献血者的血沉棕黄层,这些献血者由葡萄牙国家血库和移植研究所(Instituto Português do Sangue e da Transplantação, IPST)提供,并在获得书面知情同意后采集(IMP.74.52.4)。血液使用已获得伦理委员会批准(IPST 30072015),符合欧盟关于人体组织和细胞捐献、采集、检测、处理、保存、储存和分发的质量与安全标准的第2004/23/EC号指令(葡萄牙法律22/2007,6月29日)。IPST生物样本库使用含有柠檬酸盐磷酸盐葡萄糖(CPD)的专用塑料采血袋收集和储存血液,CPD是一种保存和抗凝溶液,可维持血液在处理前的完整性。为评估生物材料是否适合操作,需进行血清学检测,包括梅毒螺旋体(Treponema pallidum)、乙型肝炎病毒(HBV)、丙型肝炎病毒(HCV)和人类免疫缺陷病毒(HIV),所有检测结果必须为阴性。本研究中,血沉棕黄层由IPST提供用于研究目的,并附有采集日期、血清学检测结果、血型及献血者年龄等信息32。血沉棕黄层在室温下最多可保存1天。
1. 获取单核细胞来源的树突状细胞
注意:需要特别说明的是,在操作人外周血时,应考虑采取特定的通用安全预防措施以及适当的材料处理方式。在开始实验前,需确认所有必要的试剂和材料均已准备妥当并可随时使用。
2. 用唾液酸酶处理细胞
注意:在分化为 mo-DC 后的第六天,细胞已准备好进行唾液酸酶处理实验。
3. 唾液酸谱的测定
4. mo-DCs 的成熟过程分析
5. 酶联免疫吸附测定(ELISA)
注意:本研究中,按照制造商说明书(参见材料表),采用ELISA法检测IFN-γ的产生。
单核细胞的分离及向mo-DCs的分化
根据实验方案,采用密度梯度分离介质通过密度梯度离心法从血沉棕黄层中分离人外周血单个核细胞(PBMCs),并充分洗涤。如步骤1.4.1所述,在分离当天使用台盼蓝进行活细胞计数。随后通过阳性选择法进行CD14+单核细胞的分离。具体操作为:将PBMCs与连接有识别CD14抗体的磁珠共同孵育。分离所得的CD14+单核细胞在添加了GM-CSF和IL-4的培养基中培养5-6天27,以诱导其分化为未成熟mo-DCs(图1A)。通过使用包含IL-6、IL-1β、TNF-α和PGE2的细胞因子混合物刺激,可诱导mo-DCs成熟35(图1A)。
在分化过程中,由于IL-4和GM-CSF的刺激,细胞表型预期会发生变化。数据显示,单核细胞来源的树突状细胞(mo-DCs)会失去主要由单核细胞表达的表面标志物CD14(图1B),并显著获得CD1a的表达,后者是人树突状细胞表达的标志物36,37。此外,mo-DCs还会获得更高的MHC-II(HLA-DR)表达水平,这是一种由人树突状细胞及其他抗原呈递细胞表达的抗原呈递分子38(图1B)。
细胞表面唾液酸含量
使用神经氨酸酶处理 mo-DC 可降低其细胞表面的唾液酸含量,该效果可通过凝集素染色进行验证,凝集素是一类能够结合碳水化合物的蛋白质39。由于所用酶可从细胞表面去除 α2,3 和 α2,6 连接的唾液酸,因此对 mo-DC 进行了 PNA 染色(识别 T 抗原-Galβ1-3GalNAcα1-Ser/Thr)以及 MAA 和 SNA 凝集素染色(分别结合 α2,3- 和 α2,6- 唾液酸)。通过流式细胞术和共聚焦显微镜分析评估神经氨酸酶处理的效果(图 2)。如 图 2A 所示,神经氨酸酶处理显著降低了 MAA 和 SNA 的结合,同时增强了 PNA 染色。共聚焦显微镜分析进一步证实,神经氨酸酶处理后细胞表面 SNA 染色明显减少(图 2B)。
唾液酸酶处理后 mo-DCs 的功能表征
为了评估唾液酸酶处理对 mo-DC 功能的影响,在唾液酸酶处理后检测了 mo-DCs 的成熟水平。如图 3A所示,唾液酸酶处理显著提高了抗原呈递分子 MHC I 和 MHC II 以及共刺激分子 CD80 和 CD86 的表达水平。为了评估去除唾液酸对 mo-DCs 诱导 T 细胞应答能力的影响,使用负载肿瘤细胞裂解物的唾液酸酶处理 mo-DCs 来启动自体 T 细胞(图 3)。随后,根据 T 细胞分泌 Th1 型细胞因子 IFN-γ 的能力对其表型进行表征。如图 3B所示,与完全唾液酸化的 mo-DCs 启动的 T 细胞相比,经唾液酸酶处理的 mo-DCs 启动的 T 细胞分泌的 IFN-γ 水平显著更高。这些结果表明,唾液酸酶处理的 mo-DCs 在启动自体 T 细胞方面具有更强的能力。
细胞活力
唾液酸酶处理后,进行细胞活力检测,以确保该处理对细胞无细胞毒性。处理后,使用 7-AAD 和 Annexin V 对 mo-DC 细胞进行染色,以检测非活细胞和凋亡细胞,并通过流式细胞术进行分析(图 4)。数据显示,未处理组(图 4,左图)与唾液酸酶处理组(图 4,右图)之间的细胞活力无显著差异。

图1单核细胞分离后向mo-DCs的分化 (ACD14+ 单核细胞从血沉棕黄层中分离,并以1.3 x 106 细胞/mL 于 37 °C单核细胞在添加了750 U/mL IL-4和1,000 U/mL GM-CSF的培养基中进行分化。显微镜下观察从人血沉棕黄层分离的单核细胞在第0天的形态(上图);未成熟单核细胞来源的树突状细胞(mo-DCs),通过IL-4和GM-CSF诱导分化5天获得(中图);成熟mo-DCs通过IL-6、IL-1β、TNF-α和PGE2细胞因子刺激24小时获得(下图)。比例尺: 100 µm. (B在分化期间的第0天、第2天和第5天通过流式细胞术对细胞进行分析。用于表征细胞表面标志物的抗体如下:a-cCD14;(d-f) CD1a,以及(g-i) HLA-DR(MHC II类分子)。该图显示了至少三次独立实验的代表性直方图。图示(B) 已根据 Videira 等人的研究进行了修改。40,专利 WO2017002045A1。 请点击此处以查看此图的放大版本。

图2:对人源mo-DCs进行唾液酸酶处理以去除细胞表面的α2,6-和α2,3-连接唾液酸。(A)通过凝集素染色结合流式细胞术分析mo-DCs,以检测唾液酸酶处理的效果。人源mo-DCs经唾液酸酶处理(灰色柱)或未处理(白色柱),并用SNA凝集素(识别[2,6]-唾液酸)、MAA凝集素(识别[2,3]-唾液酸)和PNA凝集素(识别T抗原-Galβ1-3GalNAcα1-Ser/Thr)染色。数值表示至少三次独立实验的平均荧光强度(MFI)。采用双尾配对t检验确定统计学显著性(*P < 0.05 或 ***P < 0.0001),比较未处理组与唾液酸酶处理组DC之间的差异。唾液酸酶处理降低了MAA结合能力,并增强了PNA染色,这是由于α(2,3)-连接唾液酸被去除所致;通过SNA染色信号减弱可检测到α(2,6)-连接唾液酸在唾液酸酶处理后的去除。(B)经唾液酸酶处理并接种于盖玻片上的人源mo-DCs共聚焦显微镜观察结果。采集多个细胞的不同z轴层图像,并进行平均染色强度处理。比例尺:20 µm。图版(A)经修改自Silva等30;图版(B)经修改自Silva等29。请点击此处查看该图的放大版本。

图3:神经氨酸酶处理单核细胞来源的树突状细胞(mo-DCs)可诱导成熟标志物的更高表达。(A)经神经氨酸酶处理的mo-DCs表现出比完全唾液酸化的mo-DCs更高的成熟表型。采用流式细胞术评估多种成熟标志物的表达水平。mo-DCs在37 °C下用神经氨酸酶处理1小时;图中数据表示至少三次独立实验的平均荧光强度(MFI)(平均值±标准误,SEM)。使用t检验计算统计学显著性差异(*P < 0.05,**P < 0.01),比较未处理组与神经氨酸酶处理组之间的差异。(B)去唾液酸化的人mo-DCs负载全肿瘤抗原后可诱导特异性T细胞应答。mo-DCs在37 °C下用神经氨酸酶处理1小时或不做处理,随后加载MCF-7裂解物(TL)作为全肿瘤细胞抗原来源。将mo-DCs与自体T细胞共培养4–8天,并在培养体系中加入IL-2(10 U/mL)。经去唾液酸化mo-DCs引发的T细胞分泌Th1型细胞因子IFN-γ的水平显著升高。在mo-DCs刺激T细胞后,通过ELISA检测共培养上清液中分泌的细胞因子水平(n = 7)。图中数据表示细胞因子浓度(pg/mL)(平均值±标准误,SEM)。使用t检验计算统计学显著性差异(*P < 0.05)。该图改编自Silva等人的研究30。请点击此处查看该图的放大版本。

图4:神经氨酸酶处理对人源 mo-DC 细胞活力无显著影响。 对未处理的 mo-DC(左图)和神经氨酸酶处理的 mo-DC(右图)进行 Annexin V 与 7-AAD 双染色,并通过流式细胞术分析染色结果。数据显示,未处理组与神经氨酸酶处理组之间的细胞活力无显著差异,表明 mo-DC 可耐受神经氨酸酶处理并保持活性,从而发挥其免疫学功能。该图经 Silva 等人30 修改而来。请点击此处查看该图的放大版本。
单核细胞分离
本论文描述了一种从人源分离的CD14+单核细胞生成mo-DC的方案(图1A),随后进行唾液酸酶处理,以降低这些细胞表面的唾液酸含量。
获取人树突状细胞(DC)的方法有多种,例如直接从外周血或组织中分离,或通过干细胞或单核细胞等前体细胞分化获得。其中,从外周血中分离单核细胞并诱导其分化为DC的方法更为简便,因为与其他DC来源相比,更容易获得大量单核细胞41。然而,为了获得高纯度的单核细胞,必须严格遵循实验方案的每一步操作。例如,密度梯度介质可能对细胞具有毒性,为防止细胞死亡,应避免细胞与密度梯度介质长时间接触,并需彻底清洗细胞。细胞操作应尽可能迅速,以避免细胞活力下降。从外周血单个核细胞(PBMCs)中,可通过磁珠激活细胞分选(MACS)法进行阳性选择来分离单核细胞,该技术能够获得较高数量的单核细胞。此外,与其他单核细胞分离方法相比,由MACS法分离的单核细胞所衍生的mo-DC在刺激抗肿瘤T细胞活性方面能力更强42。在本实验方案中,分离后的单核细胞经IL-4和GM-CSF诱导培养5–6天,以实现向未成熟mo-DC的分化(图1)。结果显示,无论是在形态学(图1A)还是表型特征上(图1B),分离的单核细胞均已成功分化为未成熟mo-DC。此外,在整个分化过程中,mo-DC逐渐失去CD14标志物的表达,同时获得CD1a和MHC-II的表达(图1B),而后者是向T细胞呈递抗原所必需的分子。
将单核细胞分离并分化为mo-DC是本方案的局限性所在。分离过程是一个敏感步骤,必须谨慎且迅速地进行,以避免细胞死亡,且每次实验需要mo-DC时都必须重复该步骤。分化过程需耗时5至6天,这在应用于高通量分析时存在困难。尽管如此,该分离方法结合细胞因子诱导分化mo-DC的方式,仍可用于生成大量具有功能活性的mo-DC。 体外 出于实验目的。本方案生成的mo-DCs可进行唾液酸酶处理、流式细胞术、ELISA、共聚焦显微镜等分析,从而凸显了该方法的重要性和实用性30.
未成熟单核细胞来源的树突状细胞(mo-DCs)与唾液酸酶处理
唾液酸酶在唾液酸化调控中起关键作用,负责从细胞表面糖链上移除唾液酸。在单核细胞来源的树突状细胞(mo-DCs)中,唾液酸酶介导的唾液酸去除可诱导这些细胞成熟,从而增强抗原交叉提呈能力,进而促进T细胞活化及抗肿瘤活性30。
与成熟的mo-DCs相比,未成熟的mo-DCs细胞表面含有较高水平的α(2,6)-和α(2,3)-连接唾液酸27,而成熟的mo-DCs则较低31,43。此外,通过唾液酸酶处理去除mo-DCs表面的唾液酸可促进DC的成熟过程28,30,31。本实验选用的唾液酸酶来源于细菌Clostridium perfringens。然而,其他生物体也能产生唾液酸酶,例如细菌Streptococcus pneumoniae、Vibrio cholerae或Salmonella typhimurium44,水蛭Macrobdella decora45,甚至人类Homo sapiens46,这些来源的唾液酸酶也常被用于实验研究。但每种唾液酸酶具有不同的底物特异性。此外,使用唾液酸酶可能存在一定局限性;例如,在处理过程中对mo-DCs的操作可能进一步激活这些细胞。同时,唾液酸酶的用量和孵育时间必须根据所用细胞类型及其唾液酸组成进行优化。唾液酸的去除并非永久性效应,而是一种短暂现象,因为细胞会自行恢复其细胞表面的唾液酸含量。除唾液酸酶外,还有其他方法可用于减少细胞表面的唾液酸分子,例如使用唾液酸转移酶抑制剂、敲除唾液酸转移酶基因,或利用唾液酸类似物进行唾液酸代谢阻断47,48,49。然而,这些方法可能对细胞产生不同的影响,因此除去唾液酸化作用之外,还需考虑细胞活力。唾液酸酶处理是一种在维持细胞活力的同时,有效且短暂地去除细胞表面唾液酸的实用方法。
在本研究中,将神经氨酸酶以500 mU/5 × 106 个细胞/mL的浓度加入未成熟的mo-DCs中,在37 °C下孵育60分钟。处理过程使用无血清的RPMI-1640培养基,以维持细胞活力,并避免血清中含唾液酸分子可能产生的相互作用30。神经氨酸酶处理也可在其他缓冲液中进行,例如50 mM醋酸钠缓冲液(pH 5.1,适用于C. perfingens神经氨酸酶)或PBS50,51,52。然而,RPMI-1640是树突状细胞最常用的培养基,因其可在操作过程中维持稳定的实验条件,避免诱导细胞成熟,并减少神经氨酸酶缓冲液或PBS可能引起的任何应激反应53,54,55,56。在神经氨酸酶孵育后,必须使用含血清的培养基彻底洗涤细胞,以确保酶反应已完全终止。血清中存在的唾液酸化分子可作为神经氨酸酶的竞争性底物,从而保证反应迅速停止。
通过流式细胞术和共聚焦显微镜进行表面标志物表征
为了确定唾液酸谱,在方案第3部分中,我们采用了凝集素染色,随后进行流式细胞术和共聚焦激光扫描显微镜分析。在两种情况下,细胞染色步骤中的凝集素浓度和孵育条件均经过优化,以避免细胞凝集和死亡。关键是要在含有至少2% FBS或BSA的缓冲液中于4 °C进行孵育,以防止凝集素的非特异性结合。在本方案中,使用含10% FBS的RPMI-1640培养基,以保持实验条件恒定并避免细胞应激。对于共聚焦显微镜分析,染色前对细胞进行固定至关重要,以保持细胞形态、防止自溶并维持抗原性。
通过流式细胞术分析mo-DC表型显示,经神经氨酸酶处理的mo-DC细胞表面结合的PNA凝集素显著高于MMA和SNA凝集素,而MMA和SNA凝集素的结合在神经氨酸酶处理后下降(图2A)。正如预期,PNA染色增强,因为PNA识别非唾液酸化的抗原,而MAA和SNA则分别直接结合α2,3-和α2,6-唾液酸(30)。该染色结果证实本方案可有效去除细胞表面的唾液酸。另一种可用于验证处理效果并分析细胞表面唾液酸含量的方法是凝集素染色结合共聚焦显微镜观察,如图2B所示。
除了上述示例外,还存在其他评估和表征唾液酸含量的方法,例如通过蛋白质印迹法进行凝集素探针检测。也可使用其他特异性识别唾液酸的凝集素,例如Siglecs,这是一类对唾液酸类型和连接方式具有独特偏好的凝集素57。除了在流式细胞术、显微镜或蛋白质印迹技术中使用凝集素外,还可利用抗体来表征唾液酸含量;例如,α2,8-唾液酸可通过特异性识别多聚唾液酸的克隆735抗体进行检测58。此外,在唾液酸酶处理后,可通过评估细胞的表型及其激活T细胞的能力,对其生物学功能或治疗效能进行功能性测试40。事实上,如示例所示,经唾液酸酶处理的mo-DCs表现出更高的成熟表型,以及抗原呈递分子和共刺激分子的表达水平升高。
此外,经唾液酸酶处理的mo-DC可负载抗原,并与T细胞或其他细胞共培养,进而可对其表型、细胞因子分泌谱或其他特征进行研究。在所提供的示例中,数据显示,经唾液酸酶处理的mo-DC可负载肿瘤抗原,并用于激活T细胞。事实上,所获得的T细胞显示出IFN-γ分泌增加,这与先前关于唾液酸缺乏可增强mo-DC激活T细胞能力的报道一致27,28,29,30,31。
总之,本方案展示了一种可行、有效且实用的方法,即通过唾液酸酶处理来调控单核细胞来源的树突状细胞(mo-DCs)中的唾液酸含量。该方案提供了一种可适用于多种目的和应用场景的方法学。该方法不仅在理解唾液酸在免疫细胞成熟与应答中的作用方面具有关键意义,还可作为一种免疫调节工具使用。
作者声明不存在竞争性财务利益或其他利益冲突。
作者感谢欧洲委员会 GLYCOTwinning GA 101079417 和 EJPRD/0001/2020 EU 825575 项目资助;葡萄牙科学技术基金会(FCT)在 基金项目 FCT 2022.04607.PTDC、UIDP/04378/2020、UIDB/04378/2020(UCIBIO)以及 LA/P/0140/2020(i4HB)下的资助。FCT-NOVA 和 Stemmatters 还通过“北部区域运营计划”(Norte 2020)获得欧洲区域发展基金(FEDER)对 SI I&DT DCMatters 项目(NORTE-01-0247-FEDER-047212)的资助。我们感谢 FCT-NOVA 的 Biolabs 设施以及 GLYCOVID NOVA Saude。
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 15 mL 圆锥形离心管 | AstiK’s | CTGP-E15-050 | 获取单核细胞来源的树突状细胞;使用神经氨酸酶处理细胞 |
| 24 孔板 | Greiner Bio-one | 662 160 | 获取单核细胞来源的树突状细胞;使用神经氨酸酶处理细胞 |
| 50 mL 圆锥形离心管 | AstiK’s | CTGP-E50-050 | 获取单核细胞来源的树突状细胞 |
| 7-氨基放线菌素 D(7-AAD) | BioLegend | 420404 | 获取单核细胞来源的树突状细胞 |
| Annexin V | Immunotools | 31490013 | 获取单核细胞来源的树突状细胞 |
| Attune 声学聚焦流式细胞仪 | Thermo Fisher Scientific | 唾液酸谱型测定;mo-DCs 的成熟表型分析 | |
| BSA | Sigma - Aldrich | A3294-100G | 获取单核细胞来源的树突状细胞;唾液酸谱型测定 |
| CD14(单克隆 TÜK4) | Miltenyi Biotec | 130-080-701 | 获取单核细胞来源的树突状细胞 |
| CD80 | Immunotools | 21270803 | mo-DCs 的成熟表型分析 |
| CD86 | Immunotools | 21480863 | mo-DCs 的成熟表型分析 |
| 细胞计数板和台盼蓝 | EVE | EVS-050 | 获取单核细胞来源的树突状细胞 |
| 离心机 | Eppendorf | 5430 R | 获取单核细胞来源的树突状细胞;使用神经氨酸酶处理细胞;唾液酸谱型测定;mo-DCs 的成熟表型分析 |
| 密度梯度介质(Histopaque) | Sigma - Aldrich | 10771-100ML | 获取单核细胞来源的树突状细胞 |
| EDTA | Gibco, ThermoFisher | 15400054 | 获取单核细胞来源的树突状细胞 |
| ELISA 试剂盒(IFN-γ) | Immunotools | 31673539 | mo-DCs 的成熟表型分析 |
| EVE 自动细胞计数仪 | NanoEntek | 10027-452 | 获取单核细胞来源的树突状细胞 |
| 胎牛血清(FBS) | Gibco | 10500064 | 获取单核细胞来源的树突状细胞;使用神经氨酸酶处理细胞;唾液酸谱型测定 |
| 粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF) | Miltenyi Biotec | 130-093-864 | 获取单核细胞来源的树突状细胞 |
| 人 CD14 微珠(免疫磁珠) | Miltenyi Biotec | 130-050-201 | 获取单核细胞来源的树突状细胞 |
| 白细胞介素(IL)-1β | Sigma - Aldrich | I9401 | 获取单核细胞来源的树突状细胞 |
| 白细胞介素(IL)-4 | Miltenyi Biotec | 130-093-919 | 获取单核细胞来源的树突状细胞 |
| 白细胞介素(IL)-6 | Sigma - Aldrich | SRP3096 | 获取单核细胞来源的树突状细胞 |
| L-谷氨酰胺 | Gibco | A2916801 | 获取单核细胞来源的树突状细胞 |
| LS 柱和推杆 | Miltenyi Biotec | 130-042-401 | 获取单核细胞来源的树突状细胞 |
| Maackia amurensis (MAA)凝集素(生物素标记的 MAA 凝集素) | Vector labs | B-1265-1 | 唾液酸谱型测定 |
| MHC-I(HLA-ABC) | Immunotools | 21159033 | mo-DCs 的成熟表型分析 |
| MHC-II(HLA-DR) | Immunostep | HLADRA-100T | mo-DCs 的成熟表型分析 |
| 微量离心管 | AstiK’s | PCRP-E015-500 | 获取单核细胞来源的树突状细胞;使用神经氨酸酶处理细胞;唾液酸谱型测定;mo-DCs 的成熟表型分析 |
| 神经氨酸酶(唾液酸酶) | Roche | 11585886001 | 使用神经氨酸酶处理细胞 |
| 非必需氨基酸(NEAA) | Gibco | 11140-050 | 获取单核细胞来源的树突状细胞 |
| 多聚甲醛(PFA 2%) | Polysciences Europe | 25085-1 | 唾液酸谱型测定;mo-DCs 的成熟表型分析 |
| 多聚甲醛(PFA 4%) | Biotium | 22023 | 唾液酸谱型测定 |
| 巴斯德吸管 | Labbox | PIPP-003-500 | 获取单核细胞来源的树突状细胞 |
| 花生(Arachis hypogaea)凝集素 (PNA)凝集素(FITC 标记的 PNA 凝集素) | Vector labs | FL-1071 | 唾液酸谱型测定 |
| 青霉素/链霉素 | Gibco | 15140163 | 获取单核细胞来源的树突状细胞 |
| 磷酸盐缓冲液(PBS) | NZYTech | MB18201 | 获取单核细胞来源的树突状细胞;使用神经氨酸酶处理细胞;唾液酸谱型测定;mo-DCs 的成熟表型分析 |
| 前列腺素 E2(PGE2) | Sigma - Aldrich | P0409 | 获取单核细胞来源的树突状细胞 |
| 红细胞裂解缓冲液 | BioLegend | 420302 | 获取单核细胞来源的树突状细胞 |
| RPMI-1640 培养基 (含 11.1 mM 葡萄糖) | Gibco | 31870074 | 获取单核细胞来源的树突状细胞;使用神经氨酸酶处理细胞;唾液酸谱型测定 |
| Sambucus nigra 凝集素(生物素标记的 SNA 凝集素) | Vector labs | B-1305-2 | 唾液酸谱型测定 |
| Sambucus nigra 凝集素(FITC 标记的 SNA 凝集素) | Vector labs | FL-1301-2 | 唾液酸谱型测定 |
| 丙酮酸钠 | Thermofisher | 11360-070 | 获取单核细胞来源的树突状细胞 |
| SpectroMax190 | Molecular Devices | mo-DCs 的成熟表型分析 | |
| 链霉亲和素-PE | BioLegend | 405203 | 唾液酸谱型测定;mo-DCs 的成熟表型分析 |
| 四甲基联苯胺(TMB) | Sigma - Aldrich | T0440 | mo-DCs 的成熟表型分析 |
| 肿瘤坏死因子-α(TNF-α) | Sigma - Aldrich | H8916 | 获取单核细胞来源的树突状细胞 |
| Zeiss LSM710 共聚焦显微镜 | Zeiss | 唾液酸谱型测定 |