2023年5月12日
在此,我们介绍一种将荧光素酶转导至人T细胞的方法,以促进 体内 在评估T细胞结合型双特异性抗体抗肿瘤疗效及作用机制的研究中,对双特异性抗体诱导的T细胞向肿瘤迁移的追踪
该方法可让用户轻松在活体内追踪T细胞,以评估其归巢动力学并监测T细胞的持续存在情况。该技术的主要优势在于,可在同一动物个体上于多个时间点重复进行,而无需通过流式细胞术或免疫组织化学方法处死动物。该技术也可经修改后用于追踪其他类型的免疫细胞。
培养293T细胞时,通过加入110毫升热灭活的胎牛血清和11毫升青霉素-链霉素,配制一升DMEM培养基。解冻5 × 10⁶个293T细胞,并将其转移至含有DMEM的T175培养瓶中。每三天以1:10的比例传代一次,连续六天,直至细胞融合度超过90%。
转染时,使用移液器将1.5毫升培养基转移至两个50毫升离心管中。向其中一管加入10微克VSVG质粒、20微克gag pol质粒以及20微克萤光甲虫红色TDtomato或CBRTDR荧光素酶质粒,并混匀。向另一管加入100微升DNA体外转染试剂,并混匀。
将两个试管在室温下孵育5分钟。将含有DNA的体外转染试剂逐滴加入含有DNA质粒的试管中,用移液器轻轻混匀。室温孵育20分钟。
孵育期间,加入5至10毫升0.05%胰蛋白酶使293T细胞脱落。待细胞脱落后,加入10毫升培养基,于800 ×g离心5分钟。用1.5毫升培养基重悬细胞。
将含有DNA体外转染试剂和DNA质粒的培养基加入293T细胞中,于37摄氏度孵育30分钟。孵育结束后,将细胞悬液转移至T175培养瓶中,加入18毫升培养基,于37摄氏度过夜孵育。
第二天,用玻璃移液管小心吸除培养基,注意不要使细胞脱落,并更换为18毫升新鲜培养基。再次于37摄氏度下孵育过夜。第三天,用移液管吸取病毒上清液并置于冰上,于800 G离心5分钟,以沉淀细胞和碎片。
使用0.22微米滤器过滤病毒上清液,并立即置于冰上。体外激活人T细胞时,向无菌的15毫升离心管中加入10毫升含0.1%牛血清白蛋白(BSA)和2毫摩尔EDTA的PBS。然后,为洗涤磁珠,将磁珠加入离心管中,并将离心管置于磁力架上。
两分钟后,从管中移除 PBS。配制 DMEM 后,加入洗涤过的磁珠以及白细胞介素-2(IL-2),使其终浓度为每毫升 30 国际单位。使用血细胞计数板和台盼蓝染色对 T 细胞进行计数。
计数后,将所需数量的T细胞加入培养基中,轻轻颠倒试管以混匀。在24孔组织培养板的每个孔中接种含有两百万个T细胞、磁珠和IL-2的2.5毫升培养基。在37°C、含5%二氧化碳的湿润环境中培养。
每天使用 20 倍物镜观察 T 细胞,连续观察三天,以确定何时用荧光素酶进行转导。接下来,为制备 RetroNectin 包被板,向未经处理的六孔板的一个孔中加入 2 毫升含 20 微克/毫升 RetroNectin 的 PBS 溶液,在室温下孵育 2 小时。吸除 RetroNectin 溶液时注意不要刮伤板底,然后向六孔板每孔加入 3 毫升含 2% BSA 的 PBS 溶液。
室温孵育30分钟。接着进行离心接种:吸除BSA,用3毫升PBS洗涤各孔一次。继续实验或更换新鲜PBS,将培养板加盖后于4摄氏度过夜放置。
第二天,每孔加入两毫升 CBRTDR 荧光素酶病毒上清液,在 32 摄氏度下以 1,240 ×g 离心 90 分钟。进行转导时,计数 T 细胞后,吸除病毒上清液,将两百万个 T 细胞接种至每孔六毫升含有人类 IL-2(30 国际单位/毫升)的 DMEM 培养基中。培养 T 细胞并观察两天。
当细胞接近完全融合时,用移液管轻轻将细胞从培养板底部吹下,并将每孔细胞转移至单独的 T75 培养瓶中。每瓶加入 9 毫升培养基,使总体积达到 15 毫升。次日,每瓶再加入 15 毫升培养基,并通过流式细胞术检测以确认转导成功。
将小鼠麻醉后,使用26号针头在100微升培养基中通过眶后途径注射2000万T细胞。皮下给予1,000单位重组IL-2,以支持T细胞在体内的存活。随后通过眶后或腹腔途径给予双特异性抗体。
进行活体成像时,使用26号针头通过眶后注射向麻醉小鼠体内注入100微升含3毫克D-荧光素酶底物(D-luciferin)的溶液。为获取图像,将小鼠置于成像仪的避光暗室中,使携带异种移植瘤的侧腹朝上正对相机。在图像采集控制面板中,选择生物发光、拍照及叠加模式。
将曝光时间设为自动,二分之一合并(binning)设为中等,光圈值设为1,并采集图像。在获取第一幅图像后,将曝光时间调整为第一幅图像自动计算出的值,以便后续图像可直接进行比较。另采集一组小鼠仰卧位的图像,以评估肺部T细胞的存在情况。
武装T细胞比未武装T细胞更快地迁移至肿瘤,离开肺部的时间早了两天。通过生物发光法对随时间推移T细胞浸润肿瘤的情况进行定量,以整合肿瘤轮廓内的每像素总簇数或辐射量表示。在转导荧光素酶的T细胞注射后,可对T细胞迁移情况进行长达28天的监测,从而实现对T细胞归巢及治疗期间持续存在的追踪。
展示了T细胞向DKO小鼠体内HER2阳性人源乳腺癌患者来源异种移植瘤的迁移情况。与对照组双特异性抗体相比,使用未沉默FC段的HER2双特异性抗体治疗对肿瘤生长无影响。相反,使用携带N297A突变或联合K322A突变的HER2双特异性抗体治疗则能够完全抑制肿瘤生长。
对于携带沉默突变的组别,T细胞的发光信号在注射后第三天达到更高的峰值,并且维持在较对照双特异性抗体和未沉默的HER2双特异性抗体更高的水平。携带神经母细胞瘤患者来源异种移植瘤的小鼠中,Ly6C阳性巨噬细胞的耗竭显著增强了T细胞向肿瘤的归巢,从而抑制肿瘤生长并延长生存期。该效应在骨肉瘤患者来源异种移植瘤中更为显著。
在靶向肿瘤抗原STEAP1的双特异性抗体中,IGGL SCFV形式在首次给予T细胞后第六天显著增加了T细胞的浸润,且这种浸润在整个治疗期间持续存在。此类现象无法通过体外细胞毒性实验预测。在体内追踪T细胞后,使用者仍可进行免疫组织化学分析,以更精确地确定T细胞在肿瘤内或其他正常组织中的具体位置。
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本文介绍了一种将荧光素酶转导至人T细胞的方法,可实现T细胞向肿瘤迁移的活体示踪。该技术在评估双特异性抗体抗肿瘤疗效方面具有重要应用价值。
对T细胞在体内的迁移进行定量追踪是双特异性抗体开发中的一个关键转折点,可实现对免疫细胞归巢效应及在实体瘤模型中持久性的直接评估。该方法通过将T细胞定位与抗肿瘤效果相关联,为治疗效果提供预测性依据,从而支持免疫肿瘤学研发管线中的风险调整型推进决策。该策略通过在治疗时间线上实现多次、非终末性测量,增强了转化研究的连续性。
该方法可整合到从早期机制研究到临床前候选分子筛选的肿瘤免疫学发现全流程中,为评估T细胞靶向治疗药物提供了一个可重复使用的平台。