我们描述了一种评估药物制剂能否将未经处理的单核细胞来源的树突状细胞转化为耐受性树突状细胞的方法 体外 并通过自体调节性T细胞的生成来验证其效力。
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我们描述了一种评估药物制剂能否将未经处理的单核细胞来源的树突状细胞转化为耐受性树突状细胞的方法 体外 并通过自体调节性T细胞的生成来验证其效力。
耐受性树突状细胞(tolDCs)是一类树突状细胞(DCs)亚群,能够诱导初始T细胞向调节性T细胞(Treg)表型分化。目前,tolDCs正作为治疗自身免疫性疾病和移植排斥的潜在手段被广泛研究,既可作为细胞治疗策略,也可通过诱导内源性DC转化为tolDCs来实现治疗目的。然而迄今为止,已知能够从初始DC诱导生成tolDCs的因子数量仍相对有限,且其诱导Treg细胞产生的效力也尚不充分。 体内 一直不一致,尤其是那些通过内源性树突状细胞诱导耐受性树突状细胞(tolDCs)的疗法。这为探索新型化合物以诱导免疫耐受提供了机会。
本文介绍了一种在单核细胞来源的树突状细胞(moDCs)上测试新型免疫调节化合物的方法 体外 并验证其生成自体调节性T细胞(Tregs)的功能。首先,我们获取外周血单个核细胞(PBMCs)并分离CD14+ 单核细胞和CD3+ 使用市售磁分离试剂盒分离T细胞。接着,将单核细胞诱导分化为moDCs,并用已知的免疫调节剂(如雷帕霉素、地塞米松、IL-10或维生素D3)处理24小时,检测其耐受性标志物的变化,以验证本实验方案的有效性。最后,将诱导生成的耐受性树突状细胞(tolDCs)与自体T细胞在抗CD3/CD28刺激条件下共培养,观察调节性T细胞(Treg)群体的变化及T细胞增殖情况。我们预期该实验方案可用于评估新型免疫调节剂在将已分化树突状细胞重编程为tolDC方面的有效性。
树突状细胞(DCs)是连接先天免疫与适应性免疫的关键媒介。DCs 主要存在于黏膜膜、皮肤和淋巴组织中,是主要的抗原呈递细胞(APCs)1。DCs 摄取外源性蛋白质,并将其加工后通过主要组织相容性复合物(MHC)呈递给初始T细胞。DCs 特异性表达 MHC II 类分子,例如人类中的人白细胞抗原-DR(HLA-DR)。DCs 在接触抗原后的活化状态对下游T细胞应答至关重要2。未成熟DCs 表达多种模式识别受体(PRRs),可识别称为病原体相关分子模式(PAMPs)的一类分子,例如细菌细胞壁成分脂多糖(LPS)3。当PRRs受到刺激后,DCs 成熟为成熟DCs,并上调重要的T细胞共刺激分子,如CD80、CD86和CD40,同时分泌促炎性细胞因子,如肿瘤坏死因子-α(TNFα),从而促进初始T细胞分化为传统的效应T细胞或辅助T细胞2。相反,如果DC的成熟过程被中断,或DC在耐受性环境中发育,则可形成耐受性DC状态(tolDCs)4。tolDCs 下调经典的T细胞共刺激受体,转而上调耐受性受体,如程序性细胞死亡配体1(PD-L1)和B细胞及T细胞衰减因子(BTLA),并产生抑制性细胞因子,如白细胞介素10(IL-10)和转化生长因子β(TGF-β)4。这并非耐受性标志物的完整列表,事实上,目前对于哪些tolDC标志物适合用于定义tolDC状态尚缺乏明确共识5。鉴于此,我们建议将调节性T细胞(Treg)的生成作为功能性标志物,应用于比较不同tolDC诱导剂的效果。
除了耐受性树突状细胞(tolDC)与成熟树突状细胞(成熟DC)的活化状态外,树突状细胞(DC)还可根据其谱系或组织定位进行分类,每种亚群的功能略有不同。尽管tolDC与成熟DC之间的划分并不十分明确,更多表现为一种连续状态,但基于谱系的分类在人和小鼠中均有明确的标志物。DC前体细胞在骨髓中形成,但根据其谱系来源主要分为两种亚型:1)浆细胞样树突状细胞(pDCs),来源于淋巴样谱系;2)传统树突状细胞(cDCs),来源于髓样谱系。在人体中,pDCs在淋巴器官中成熟,表达CD303,并在病毒感染中具有高度应答性6。表达CD11c的cDCs则在外周组织中成熟,并存在两种不同的亚型:CD1c+ cDC1和CD141+ cDC2,它们各自诱导不同的T细胞应答7。此外,所有cDCs均可处于组织驻留型(CD103-)或迁移型(CD103+)两种亚状态之一8。最后,在特定条件下,单核细胞谱系(CD14+)的细胞可被诱导转化为树突状细胞表型,并表现为CD14-、CD141+、CD1c+ 9。这类细胞被称为单核细胞来源的树突状细胞(moDCs),在人类中常用于体外(ex vivo)分析,因为单核细胞约占人外周血单个核细胞(PBMCs)的10–30%,而pDCs仅占1–3%10。这使得moDC成为一种具有吸引力的选择,但已知moDC比从原代组织中分离的典型cDC更具炎症特性9。
目前,利用耐受性树突状细胞(tolDCs)诱导临床耐受的研究主要分为两大类。第一类是将单核细胞体外诱导生成tolDCs,作为细胞疗法使用。在此策略中,通常在IL-4和GM-CSF存在下,同时联合使用维生素D3、雷帕霉素(rapa)、IL-10、地塞米松等免疫调节剂或其组合,将单核细胞分化为髓系树突状细胞(moDCs)11,12。这类tolDCs已被探索用于自身免疫病和器官移植的自体细胞治疗13。第二类方法则是利用游离药物或纳米载体递送免疫调节剂和目标抗原,原位重编程内源性树突状细胞向tolDCs转化14,15,16。然而,由于已分化的树突状细胞通常具有稳定的代谢表型,而该表型往往与tolDC的代谢特征相悖,因此对其进行诱导更为困难17,18。这对大多数药理学免疫调节剂提出了较高要求;因此,大多数针对内源性DC的重编程研究虽能有效抑制DC活性并部分诱导调节性T细胞(Treg)生成,但往往因T细胞无法持久存续而导致临床疗效不佳15,19,20。这凸显了亟需开发新的策略,以从现有树突状细胞中筛选潜在的tolDC诱导剂。
此处,我们介绍一种方法 体外 评估免疫调节剂对已分化单核细胞来源的树突状细胞(moDCs)在诱导自体调节性T细胞(Treg)这一终末指标下的作用。本方案旨在评估免疫调节剂对已完全分化的入源moDCs向耐受性表型重编程的效果。此外,本方案可验证经重编程获得的耐受性树突状细胞(tolDCs)能否利用来自同一份外周血单个核细胞(PBMC)样本的自体T细胞诱导生成调节性T细胞(Tregs)。相比之下,其他方案通常在细胞分化过程中诱导耐受性,和/或使用异基因供体的T细胞来验证tolDCs的功能21在本实验方案中,我们以常用的耐受性诱导剂雷帕霉素(rapa)为例,同时展示了经rapa处理的moDC在诱导调节性T细胞(Tregs)方面的局限性。在代表性结果中,我们还展示了其他常见免疫调节剂(如IL-10、地塞米松和维生素D3)的干预效果。我们预期本方案可用于筛选针对已建立的moDC更具潜力的耐受性树突状细胞(tolDC)诱导剂。22.
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所有人外周血单个核细胞(PBMC)样本均来自宾夕法尼亚大学人类免疫学核心实验室,供体均为匿名捐赠者,经宾夕法尼亚大学机构审查委员会(IRB)事先批准,并获得患者知情同意。
可选步骤:本方法中使用了来自学术实验室的新鲜分离外周血单个核细胞(PBMC),但PBMC也可从全血或白细胞分离富集的血液制品中分离获得。我们推荐使用密度梯度离心法,因为这是一种成熟且可靠的方法,其他文献中已有详细描述23。
1. 单核细胞/T 细胞的分离及 moDC 的分化
2. 添加免疫调节药物以生成耐受性 moDC
3. moDC 的流式分析(验证 + 耐受性)
4. T细胞的流式分析
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我们描述了一种针对人外周血单个核细胞(PBMCs)的实验方案,使用 commercially available magnetic separation kits 分离 CD3+ T 细胞和 CD14+ 单核细胞,利用 GM-CSF 和 IL-4 将单核细胞诱导分化为 CD14-、HLA-DR+、CD141+、CD1c+ 的单核细胞来源的树突状细胞(moDCs),处理 24 小时后,与经抗 CD3/CD28 刺激的自体 T 细胞共培养 72 小时。实验流程示意图见图 1。
单核细胞/T细胞的分离及moDC分化
在本研究的初步代表性结果中,我们从宾夕法尼亚大学人类免疫学核心实验室(HIC)购买了来自一名健康供体的2亿个人外周血单个核细胞(PBMCs),并按照方案第1和第2部分所述进行处理。血液于第1天采集,并在HIC实验室采用标准的Ficoll密度梯度离...
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在此,我们介绍一种可靠且多功能的方法,用于评估免疫调节剂诱导单核细胞来源的树突状细胞(moDCs)分化为耐受性树突状细胞(tolDCs)的功能,并验证这些tolDCs诱导自体T细胞生成调节性T细胞(Tregs)的功能活性。 离体该方案中有几个关键步骤。首先,单核细胞是众所周知的敏感细胞,必须从新鲜的、未经冻存的外周血单个核细胞(PBMC)中获取,以获得最佳结果。单核细胞应尽快分离并立即放入分化培养基中。通常,单核细胞得率低或在前24小时出现高死亡率,是由于冻融循环或PBMC与单核细胞分离之间间隔时间过长所致。其次,用于moDC分化和T细胞培养的细胞因子必须来源于高质量试剂。通常,moDC分化效果不佳是由于细胞因子质量差或浓度不正确所致。第三,建议在第1至第7天之间将T细胞冻存,而不是持续培养,以维持其初始(naïve)且未受刺激的表型。第四,处理后的moDC可静置培养最多72小时,有助于促进耐受性标志物(如PD-L1和IL-10)的表达上调,这一点已在研究中观察到。 图6最后,正如我们在数据中所见,不同患者在Treg生成能力方面存在显著个体差异,因此每次实验必...
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作者声明无利益冲突。
我们感谢宾夕法尼亚大学人类免疫学核心实验室(HIC)提供来自捐赠者的新型人类外周血单个核细胞(PBMCs)。HIC 部分由美国国立卫生研究院(NIH)P30 AI045008 和 P30 CA016520 项目资助。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 0.1-10 µL 滤芯吸头 | VWR | 76322-158 | 常规细胞培养 |
| 1.5 mL 离心管 | VWR | 77508-358 | 常规细胞培养 |
| 10 mL 血清移液管 | VWR | 414004-267 | 常规细胞培养 |
| 100-1000 µL 滤芯吸头 | VWR | 76322-164 | 常规细胞培养 |
| 15 mL 锥形管 | VWR | 77508-212 | 常规细胞培养 |
| 20-200 µL 滤芯吸头 | VWR | 76322-160 | 常规细胞培养 |
| 2-巯基乙醇 | MP Biomedical | 194834 | T 细胞培养 |
| 50 mL 锥形管 | VWR | 21008-736 | 常规细胞培养 |
| 60 × 15 mm 培养皿,Nunclon Delta | Thermo Fischer | 150326 | 常规细胞培养 |
| 96 孔锥底(V 型底)板,非处理表面 | Thermo Fischer | 277143 | 常规细胞培养 |
| 96 孔平底板 | Thermo Fischer | 161093 | 常规细胞培养 |
| APC/Cyanine7 抗人 CD272 (BTLA) 抗体 | Biolegend | 344518 | 流式细胞术 |
| Attune NxT(红/蓝激光,7 通道) | Thermo Fischer | A24863 | 流式细胞术 |
| BSA | Thermo Fischer | 15260-037 | 常规细胞培养 |
| CD14 单克隆抗体 (61D3),PE | Thermo Fischer | 12-0149-42 | 流式细胞术 |
| CD1c 单克隆抗体 (L161),PE-Cyanine7 | Thermo Fischer | 25-0015-42 | 流式细胞术 |
| CD209 (DC-SIGN) 单克隆抗体 (eB-h209),PerCP-Cyanine5.5 | Thermo Fischer | 45-2099-42 | 流式细胞术 |
| CD25 单克隆抗体 (CD25-4E3),APC | Thermo Fischer | 17-0257-42 | 流式细胞术 |
| CD274 (PD-L1, B7-H1) 单克隆抗体 (MIH1),PE | Thermo Fischer | 12-5983-42 | 流式细胞术 |
| CD4 单克隆抗体 (RPA-T4),Alexa Fluor 488 | Thermo Fischer | 53-0049-42 | 流式细胞术 |
| CD40 单克隆抗体 (5C3),APC | Thermo Fischer | 17-0409-42 | 流式细胞术 |
| CD40 单克隆抗体 (5C3),APC-eFluor 780 | Thermo Fischer | 47-0409-42 | 流式细胞术 |
| CD69 单克隆抗体 (FN50),PE | Thermo Fischer | MA1-10276 | 流式细胞术 |
| CD86 单克隆抗体 (BU63),FITC | Thermo Fischer | MHCD8601 | 流式细胞术 |
| CD8a 单克隆抗体 (RPA-T8),PE-Cyanine7 | Thermo Fischer | 25-0088-42 | 流式细胞术 |
| 锥底(V 型底)96 孔板 | Thermo Fischer | 2605 | 流式细胞术 |
| 冻存管,2 mL | Thermo Fischer | 430488 | T 细胞培养 |
| 二甲基亚砜 (DMSO),测序级 | Thermo Fischer | 20688 | 常规细胞培养 |
| DPBS | Thermo Fischer | 14200166 | 常规细胞培养 |
| EasySep 人单核细胞分离试剂盒 | Stem Cell Technologies | 19359 | 细胞分离 |
| EasySep 人 T 细胞分离试剂盒 | Stem Cell Technologies | 17951 | 细胞分离 |
| EasySep 磁力架 | Stem Cell Technologies | 18000 | 细胞分离 |
| EDTA | Thermo Fischer | AIM9260G | 常规细胞培养 |
| Falcon 圆底聚苯乙烯管,5 mL | Stem Cell Technologies | 38025 | 细胞分离 |
| Fc 受体结合抑制剂多克隆抗体 | Thermo Fischer | 14-9161-73 | 流式细胞术 |
| 胎牛血清 | Thermo Fischer | A5670701 | 常规细胞培养 |
| 可固定活力染料 eFluor 780 | Thermo Fischer | 65-0865-18 | 流式细胞术 |
| Foxp3 / 转录因子染色缓冲液套装 | Thermo Fischer | 00-5523-00 | 流式细胞术 |
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| HBSS | Thermo Fischer | 14170-112 | 常规细胞培养 |
| 热灭活胎牛血清 | Thermo Fischer | A5670801 | 常规细胞培养 |
| HEPES (1 M) | Thermo Fischer | 15630106 | moDC 细胞培养 |
| HLA-DR 单克隆抗体 (L243),Alexa Fluor 488 | Thermo Fischer | A51009 | 流式细胞术 |
| 人 CD3/CD28/CD2 T 细胞激活剂 | StemCell Technologies | 10970 | T 细胞培养 |
| 人 GM-CSF 重组蛋白 | Thermo Fischer | 300-03 | moDC 细胞培养 |
| 人 IL-10 ELISA 试剂盒,高灵敏度 | Thermo Fischer | BMS215-2HS | ELISA |
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| 人外周血单个核细胞(新鲜分离) | UPenn HIC | N/A | 细胞 |
| 人 TNF-α ELISA 试剂盒 | Thermo Fischer | BMS223-4 | ELISA |
| 倒置显微镜 (DMi1) | Lucia | 391240 | 常规细胞培养 |
| 脂多糖 (LPS) | Invivogen | tlrl-eblps | moDC 细胞培养 |
| LIVE/DEAD 可固定近红外死细胞染色试剂盒 | Thermo Fischer | L34975 | 流式细胞术 |
| MEM 非必需氨基酸溶液 (100x) | Thermo Fischer | 11140050 | T 细胞培养 |
| 青霉素-链霉素 (100x) | Thermo Fischer | 15140122 | 常规细胞培养 |
| 移液控制器 | VWR | 77575-370 | 常规细胞培养 |
| 雷帕霉素,98+% | Thermo Fischer | J62473.MF | moDC 细胞培养 |
| RPMI 1640 培养基(含 Glutamax) | Thermo Fischer | 61870-036 | 常规细胞培养 |
| 分离缓冲液 | Stem Cell Technologies | 20144 | 细胞分离 |
| T 细胞刺激混合物 (500x) | Thermo Fischer | 00-4970-93 | T 细胞培养 |
| UltraComp eBead Plus 补偿微珠 | Thermo Fischer | 01-3333-41 | 流式细胞术 |
| 可调式移液器套装 | Fischer Scientific | 05-403-152 | 常规细胞培养 |
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