このプロトコルは、生細胞イメージングとフローサイトメトリーを用いて、ヒトの自然なキメラ抗原受容体介在および抗体依存性細胞毒性を一貫して測定するための標準化された in vitro. ワークフローを提供します。
方法論記事
* These authors contributed equally
このプロトコルは、生細胞イメージングとフローサイトメトリーを用いて、ヒトの自然なキメラ抗原受容体介在および抗体依存性細胞毒性を一貫して測定するための標準化された in vitro. ワークフローを提供します。
ナチュラルキラー(NK)細胞は、多様な細胞内病原体やがんに対する保護免疫に重要な役割を果たす自然リンパ球です。主な機能は、感染、悪性形質転換、または抗体によって被覆された標的細胞を抗体依存性細胞毒性(ADCC)によって殺すことです。NK細胞はまた、特定の抗原を標的的に認識できるキメラ抗原受容体(CAR)を発現するように遺伝子操作されることもあります。NK細胞毒性の定量的測定は、ベースライン機能の評価やモノクローナル抗体の前臨床評価、CAR工学戦略に不可欠です。しかし、in vitroの機能アッセイは細胞準備、標的細胞、エフェクター対標的比率、共培養時間、読み取り方法の違いにより、実験室ごとに大きなばらつきがあり、再現性やクロススタディ比較に制限があります。本記事では、フローサイトメトリーおよびリアルタイムのライブセルイメージングを用いて、NK細胞毒性の定量的評価のための標準化されたプロトコルを提示します。ヒトの一次NK細胞およびCAR発現性NK-92細胞は、96ウェルプレート形式でがん細胞および抗体被覆標的細胞を殺す能力を評価し、自然細胞毒性、CAR媒介殺菌、ADCCを測定しました。標的細胞の生存率は、ライブセルイメージングを用いて連続的に測定するか、フローサイトメトリーによって定められた時間点で測定され、これによりNK細胞および標的細胞の表現型特性解析も可能となりました。これらのプロトコルは、日常的な組織培養、イメージング、フローサイトメトリー手法を用いて、自然免疫およびNK細胞ベースの免疫療法の研究において、NK細胞エフェクター機能の再現性的な定量化を可能にする堅牢な枠組みを提供します。
ナチュラルキラー(NK)細胞は、ウイルス感染や悪性細胞に対する免疫監視において中心的な役割を果たす自然リンパ球であり、迅速かつ強力な細胞毒性を示します。B細胞やT細胞とは異なり、NK細胞は抗原特異的受容体を発現せず、主要な組織適合性の喪失、複合体クラスI発現、細胞ストレスの喪失を検出するために、活性化および抑制性の受容体群に依存しています。これにより、パーフォリンやグランツァイムを含む細胞毒性顆粒を放出したり、場合によっては死受容体1,2,3,4を活性化することで直接的な細胞毒性を媒介することが可能になります。自然な細胞傷害に加え、NK細胞は免疫グロブリンG(IgG)のFc部分を認識し、IgG被覆標的細胞に対する抗体依存性細胞傷害(ADCC)を媒介する受容体FcγRIII(CD16)を発現します5,6。
その内在性細胞毒性機構と良好な安全性プロファイルにより、NK細胞は細胞免疫療法の有望な候補として浮上しています。同種使用の可能性により、NK細胞は移植片対宿主病のリスクを最小限に抑えた「既製品」療法として機能し、より広範な臨床応用とコスト削減を可能にします7。最近の進展により、遺伝子工学的手法を通じてNK細胞の治療的可能性がさらに拡大されており、キメラ抗原受容体(CAR)の導入により、NK細胞が特定の腫瘍抗原を認識するようにリダイレクトされています。CAR-NK細胞は、in vivoの異種移植モデルおよび臨床試験において抗腫瘍効果を示しており、CAR-T細胞と比べて毒性が低減しています。そのため、改造されたNK細胞プラットフォームや抗体ベースの治療戦略の開発への関心が高まっています。この文脈では、NK細胞殺菌能力の正確かつ定量的な測定は、NK細胞の生物学の理解、CARや他の設計されたNK細胞療法の有効性評価、ADCCに依存するモノクローナル抗体の評価に不可欠です。
さまざまなin vitroアッセイが、NK細胞傷害を評価するために多くの研究室で広く用いられています。一般的な方法には、放射性クロム51放出アッセイ、乳酸脱水素放出アッセイ、カルセイン–アセトキシメチル放出アッセイ11,12があります。これらの従来の方法は細胞毒性の測定に広く用いられてきましたが、間接的な細胞死の読み取りに依存し、運動学的データではなくエンドポイント測定を提供し、感度やダイナミックレンジも限られています。また、エフェクター細胞の表現型や活性化状態に関する情報も提供しません。近年では、標的細胞生存の直接的な定量化、時間経過による殺菌のモニタリング、エフェクター細胞と標的細胞の同時表現型解析を可能にすることから、ライブセルイメージングプラットフォームやフローサイトメトリーがますます採用されています13,14。しかし、これらの新しいアプローチの中でも、標的細胞調製、エフェクター対標的(E:T)比、共潜伏時間の違いなど、研究室や発表された研究間で大きなばらつきが存在し、特にNK細胞ベースの免疫療法の前臨床評価において再現性や交差比較が制限されています。
本稿では、NK細胞毒性の定量的評価のための標準化されたワークフローを提示します。これは、リアルタイムの生細胞画像診断(IncuCyte SX5)とフローサイトメトリーベースのエンドポイントアッセイという、独立した補完プラットフォームの2つのプラットフォームです。生細胞イメージングは、エフェクター細胞との共培養中の標的細胞生存を継続的にモニタリングし、複数のE:T比および実験条件下で細胞毒性の動態的評価を最小限のアッセイ操作で可能にします。これに対し、フローサイトメトリーは標的細胞死の高感度なエンドポイント測定を提供し、マルチマーカー染色パネルを用いてNK細胞と標的細胞の同時表現型特性解析を行います。
さらに、このプロトコルにはE:T比、培養条件、プレートフォーマット、分析ワークフローなどの標準化された実験パラメータが組み込まれており、再現性を高め、検査室や研究間での細胞毒性測定の比較を容易にしています。このワークフローは、自然細胞傷害、CAR媒介殺菌、ADCCを含む複数のNKエフェクター機能の定量的評価を可能にし、ヒトNK一次細胞およびNK細胞株と互換性があります。このプロトコルは、NK細胞生物学の研究およびNK細胞ベースの免疫療法開発の前臨床評価のための実践的な枠組みを提供します。
研究におけるヒトドナーサンプルの使用は、機関審査委員会の承認を受け、機関ガイドラインに従って実施されました(承認 #2022P000699)。
1. リアルタイムのライブセルイメージング殺菌アッセイ

図1。リアルタイム生細胞イメージングを用いて、キメラ抗原受容体(CAR)NK-92細胞介在細胞傷害の動態と有効性を定量化すること。(A) NK細胞介分細胞毒性のモニタリングのためのIncuCyte生細胞イメージングアッセイの概略概要。emiRFP670(近赤外線[NIR]チャネル)を発現するBCMA+ラモス標的細胞は、ZsGreen(緑チャネル)を発現するNK-92エフェクター細胞と共培養し、細胞死はSYTOX Orange(オレンジチャネル)を用いて検出されます (B) 12時間時点のエフェクター対ターゲット(E:T)比1:1での共培養井戸の代表的な蛍光画像。生標的細胞(emiRFP670⁺)は青、NK-92エフェクター細胞(ZsGreen⁺)は緑、死んだ細胞(SYTOX Orange⁺)は赤で示されています。画像は非接着型のCell-by-Cell分析モジュールを用いて20×倍率で取得されました。スケールバー=100μm (C) 対照およびCAR発現型NK-92細胞の標的細胞増殖および生存率を異なるE:T比で定量化すること (D) 複数の時点(4、8、16、24時間)におけるE:T比の関数としての標的細胞生存の定量化。ターゲットセルカウントは各時刻でターゲットのみのウェル(E:T = 0:1)に正規化されました (E) 細胞毒性を評価するための定量指標の概略的表現:KR50、12時間で50%殺菌を達成するために必要なキラー対標的比;KT50、E:T比1:1で50%の殺傷を達成するのに必要な時間;およびIKI50は、50%生存等価線以下のヒートマップ面積として定義されます (F) 各エフェクター条件におけるE:T比および時間の関数としてのターゲット細胞の成長と生存を示すヒートマップ。KR50、KT50、IKI50の定量値が各条件ごとに示されています。生の標的細胞数は、IncuCyte 2021Cソフトウェアの細胞別分類解析を用いて、ゲート付きNIR+/SYTOX Orange–集団から取得されました。すべての条件は三重に実施されました(n = 3)。データは平均±標準偏差として提示されます。非線形回帰分析を用いてパネルDおよびFの細胞毒性傾向をモデル化しました。この図の拡大版はこちらをクリックしてご覧ください。
2. フローサイトメトリーによる抗体依存性細胞毒性の定量化
NK細胞細胞毒性をリアルタイムで定量化するため、抗BCMA CARを発現させるように設計されたNK-92エフェクター細胞を、黒色透明な平底96ウェルプレートでBCMA+ ラモス標的細胞と共培養し、ライブセルイメージングでモニタリングしました(図1A および 補足図1A)。エフェクターセルは、E:T比0:1(ターゲットのみ)、0.25:1、0.5:1、1:1、2:1で、各条件を三重に行って追加しました。3つの異なるCAR NK-92構成要素が評価されました:共刺激ドメインなしのCAR1、4-1BB(CD137)共刺激ドメインのCAR2、DAP10共刺激ドメインのCAR3、そしてZsGreenのみのベクターを発現する対照細胞のNK-92細胞です。すべてのエフェクター細胞は、前述の通りレンチウイルストランスデュクションによって生成されました。4 はZsGreen-P2A-CARトランスジーンカセットを用いて記述されています。ラモス標的細胞も同様にemiRFP670をコードするレンチウイルスベクターで転換されました。標的細胞の増殖と生存率は、生細胞イメージング機器を用いて24時間ごとに追跡され、ZsGreen+ NK-92細胞の緑色蛍光、SYTOX Orange+ 死細胞のオレンジ蛍光、emiRFP670+ 標的細胞の近近紅外蛍光を測定しました(図1A および 補足図1B および 1C)。
顕微鏡画像は、共同培養中にエフェクター細胞、生きた標的細胞、死細胞を可視化するために一定の時間間隔で取得されました(図1B)。標的細胞の増殖と生存率の定量化により、CAR2およびCAR3のNK-92細胞は特に初期の時点でE:T比1:1でCAR1 NK-92細胞よりも殺菌速度が速いことが示されました。標的細胞殺菌はE:T比が高いほど増加し、対照群では自然な細胞毒性を示したNK-92細胞も含まれます(図1C)。これらの測定は、生細胞イメージングが細胞毒性活性の動的変化を捉える能力を示しています。標的細胞生存率も特定時点におけるE:T比の関数として解析し、CAR NK-92の効力を比較しました。CAR2およびCAR3 NK-92細胞は、後の時点(例:E:T = 0.25:1、24時間時)および中間のE:T比(例:E:T = 1:1)でより高い高能を示しました(図1D)。解析結果では、CAR2およびCAR3 NK-92効果細胞間で殺菌率に有意な差は認められませんでした。
E:T比、共培養時間、標的細胞生存を統合したヒートマップは、すべてのエフェクター集団における自然およびCAR介在性細胞毒性を包括的に可視化し、定量的な評価を可能にします。効力と動力学を定量化するために3つのパラメータが定義されました:KR50(殺菌剤と標的の比率で、12時間で50%の殺菌率)、KT50は共孵化時間で50%の殺菌(E:T比1:1)を達成するために必要な時間です。そしてIKI50は、50%生存率以下のヒートマップ領域を表す統合キラー指数で、50%生存等高線で定義されます(図1E)。これらの指標により、CAR NK-92細胞の効力(KR50)、殺菌動力学(KT50)、統合細胞毒性性能(IKI50)の比較が可能です(図1F)。この分析は、単一実験内で複数のパラメータにわたって設計されたNKセルプラットフォームを定量的に比較できることを示しています。
フローサイトメトリーと細胞計数を用いて、治療用抗体の有無にかかわらず、蛍光標識標的細胞を一次ヒトNK細胞と共培養し、16〜18時間の培養後に残存する生標的細胞集団を定量することでADCCを測定しました(図2A)。Cytek Aurora、BD Symphony、BD Fortessaなどのフローサイトメーターとハイスループットサンプラーを組み合わせて使用できます。代表的なセットアップ(補足図2)では、CD38+ 患者由来のリンパ腫標的細胞を丸底96ウェルプレートにプレートし、適切なウェルにダラツムマブ(またはアイソタイプ抗体)を追加しました。その後、NK細胞はE:T比0.5:1で共培養され、この比率は自然死を最小限に抑えつつADCC検出を可能にするために最適化されました。インキュベーション後、フローサイトメトリーが行われ、細胞集団を前方および側散乱で分離し、DAPIを用いた生存不可能な事象を除外し、CFSE+ 標的細胞をCD56+CD16+ NK細胞から分離して並行解析しました(図2B)。この設計により、細胞毒性の測定と表現型の特徴付けを同時に行うことが可能となります。

図2。フローサイトメトリーを用いた抗体依存性細胞毒性(ADCC)アッセイにより、標的細胞生存とNK細胞活性化を同時に定量できます。(A) ADCCアッセイの概観図。CFSE標的CD38+リンパ腫標的細胞は、1ウェルあたり2.5個×10個4細胞でプレートされ、5つの条件下で培養されました:標的細胞単独;ダラツムマブ(25 μg/mL)を標的細胞に投与;標的細胞はNK細胞(E:T = 0.5:1);標的細胞にはNK細胞とダラツムマブが使われています。そしてNK細胞とアイソタイプコントロール抗体(25 μg/mL)を標的とする細胞です (B) 代表的なフローサイトメトリーゲーティング戦略。イベントはまず前方散乱と側散乱によってゲートされ、その後DAPIを用いて生存性のない細胞を除外しました。標的細胞はCFSE+イベントとして、NK細胞はCD56+およびCD16+イベントとして同定されました。NK細胞の脱顆粒化はCD107a発現によって評価されました (C) 標的細胞生存率の定量化(標的のみコントロール条件(100%)に対するパーセンテージで表す (D) NK細胞脱顆粒の定量化(NK細胞集団内のCD107a+細胞の割合で示す)。バーは平均±標準偏差を表し、重ねられた点は個々の複製井戸(n = 3)を表します。統計解析はTukeyの事後多重比較検定を用いた分散の一方向解析を用いて実施されました。統計的有意性は以下の通りです:*p < 0.05、**p < 0.01、***p < 0.001。この図の拡大版はこちらをクリックしてご覧ください。
主要評価項目は、生体内のCFSE+ ゲート内で計算され、標的のみの状態に正規化され、100%生存率に設定された標的細胞生存です。この正規化により、自発的な標的細胞の損失を制御し、条件間の直接比較が可能になります。代表的なデータ(図2C)では、ダラツムマブ単独の添加は標的細胞の生存を減少させず、エフェクター細胞がない場合に抗体が標的細胞の生存率に直接影響を与えないことを確認しました。NK細胞との共培養は標的細胞生存率を約70%に低下させ、ベースラインの自然細胞毒性を示しました。ダラツムマブの追加はさらに生存率を約37%に低下させ、抗体介在による殺死の強化と一致しました。一方、アイソタイプコントロール条件では約62%の生存率が示され、NK単独の状態と同等でした。成功した実験では、抗体処理済みと対照群の両側で明確な分離が認められ、複製体間で高い再現性があることが示されました。
NK細胞の二次表現型解析は、標的細胞殺菌とエフェクター活性化の関連を補完的に確認します。CD107a+ NK細胞の割合で測定されるNK細胞脱顆粒化は、抗体なしのNK細胞・標的細胞共培養で最も低く、ダラトゥムマブ処理条件下で最も高く(約31%)、アイソタイプ対照では中間脱顆粒(約19%)が見られ、抗体介在の活性化を支持しています(図2D)).これらの結果は、アッセイが標的細胞殺害とエフェクター活性化を区別できることを示しています。脱顆粒化と生存傾向は概ね一致していますが、完全に重なるわけではなく、関連しつつも異なる生物学的プロセスを表していることを示しています。
最適でない実験では、条件間の分離の低下、ウェル間で細胞数のばらつき、対照ウェルで標的細胞死が多いこと、CFSE染色の弱さ、背景脱顆粒の増加が一般的に示されます。これらの結果は、標的細胞の生存能力の低下、NK細胞の回復不均一、混合不全、染色や獲得の変動などが原因となる可能性があります。このアッセイは標的およびエフェクターの区画を独立して同定するため、標的細胞の追加表現型(例:抗原密度やリガンド発現)やより広範なNK細胞の特徴解析も拡張可能です。「NKのみ」の状態を含めることで、ベースライン脱顆粒やNK細胞の生存率をさらに定量化できます。この多パラメータ設計は、機能的細胞毒性を機構的な免疫表現型と並行して解釈できる重要な利点です。
補足図1。 生細胞イメージング細胞毒性アッセイの代表的なプレートレイアウトおよび解析ワークフロー。(A) CAR NKセル殺害アッセイの代表的な96ウェルプレートレイアウト。4つのエフェクターセル条件が四分円に分けられ、それぞれ0:1(ターゲットのみコントロール)、0.25:1、0.5:1、1:1、2:1のE:T比で試験され、各条件は三重(合計60アッセイウェル)で実施されます。(B) IncuCyte 2021Cソフトウェアにおける非準拠細胞別解析の代表的な構成。個々のエフェクターおよびターゲット細胞を識別し、破片や集合体を除外したスペクトルアンミクシング、セグメント、マスキングパラメータを示した。(C) NIR対SYTOXオレンジ蛍光を用いた代表的な細胞ごとの分類ゲーティング戦略で、生きた標的細胞集団を定義する。標的のみのウェルや、例えば時点(t = 4h)での共培養ウェルが、生細胞群と死細胞群の分離を確認するために用いられます。このファイルをダウンロードするには、こちらをクリックしてください。
補足図2。 フローサイトメトリーを用いたADCCアッセイの代表的なプレートレイアウト。代表的な96ウェルプレートレイアウト。B–D行および2–6列に三重にプレートされた5つの実験条件を示している(合計アッセイウェル=15):(1) 標的のみ対照群、(2) ダラツムマブを用いた標的細胞、(3) NK細胞を用いた標的細胞、(4) NK細胞とダラツムマブを用いた標的細胞、(5) NK細胞とアイソタイプ対照抗体を用いた標的細胞。ターゲットセルは1ウェルあたり2.5 × 104 セルでプレートされ、NKセルは1.25 × 104 セルで追加され、E:T比0.5:1に達成されました。抗体は最終濃度25 μg/mLで使用されました。周囲の井戸は蒸発を最小限に抑えるためにPBSで満たされていました。標的のみの状態は標的細胞生存率の正規化に用いられ、アイソタイプコントロールは抗原特異性に依存しない抗体製剤効果を考慮しました。標的細胞株の感受性に応じてE:T比の最適化が必要になる場合があります。このファイルをダウンロードするには、こちらをクリックしてください。
これらのプロトコルは、標準化された96ウェルプレート形式でNK細胞細胞毒性を定量化するための2つの補完的なアプローチを提供します。 ステップ1 はリアルタイムのライブセルイメージングを用いて標的細胞の喪失を継続的に監視し、複数のE:T比における自然およびCAR介在の殺菌の動態を評価するのに適しています。 ステップ2 では、フローサイトメトリーを用いて定められた共潜伏期間後にADCCを定量しつつ、同時にターゲット区画とエフェクター区画を分離して表現型解析を行います。これらの方法は、異なる生物学的プロセスをモデル化できる補完的なアッセイプラットフォームとして提示されており、また容易に互換性があります。一次ヒトNK細胞は生細胞イメージングに基づくADCCアッセイに利用でき、フローサイトメトリーアッセイにおけるCAR介在殺にも設計可能です。さらに、野生型NK-92細胞はCD16発現18を欠いていますが、CD16の導入(例:レンチウイルス伝達)により、NK-92細胞は強力なADCCを容易に媒介できるようになります。したがって、両方のアッセイは個々の科学的および翻訳的ニーズに合わせて調整可能です。
両方のアッセイで再現性に特に重要なステップがいくつかあります。エフェクター細胞の数や表現型のわずかな変化が標的細胞の生存を劇的に変えることがあります。正確なセルカウントとメッキ中の徹底的な再懸濁は、セル数の偏差や不完全な混合を最小限に抑えるために不可欠です。同様に、細胞の準備は実験間で一貫性を保つ必要があり、生存可能性、回復期間、以前のサイトカイン曝露を含めて、均一なエフェクター機能を確保しなければなりません。プレート形状もアッセイ性能の重要な決定要因です。ライブセルイメージングのワークフローでは、フラットボトムコーティングプレートは安定した画像取得と一貫したフィールド解析をサポートしますが、フローサイトメトリーのワークフローでは、ラウンドボトムプレートは細胞間接触を促進し、エンドポイントでの非接着共培養の回復を促進します。さらに、蛍光標識の品質はアッセイ前に確認しなければなりません。イメージングによる標的細胞識別の不十分や、フローサイトメトリーによるCFSE分離の弱さは定量や解釈を妨げます。
これら2つのワークフローは、異なる技術的考慮事項を示しています。ライブセルイメージングアッセイでは、データ品質の低下の一般的な原因として、不均一な細胞板状、高密度の細胞クラスタリングや凝集、最適でない画像解析閾値などがあり、これらはいずれも容易に補正可能です。これらの問題は細胞数を歪め、時間経過による追跡の不安定さを引き起こす可能性があります。フローサイトメトリーベースのアッセイでは、最適でない結果は、高い背景的標的細胞死、標的細胞群とエフェクター集団の分離が弱い、抗体染色不良、または複製ウェル間のピペティング不均一が原因であることが多いです。これらのアッセイは比較解析を目的としているため、適切な内部対照群の含め方が解釈に不可欠です。これには標的のみのコントロールによる正規化や、抗体やCAR特異的疾患に対するマッチネガティブコントロールが含まれます。
これらの方法には、いくつかの共通点やアッセイ特有の制限を考慮する必要があります。生細胞イメージングアッセイは時間的な解像度を提供しますが、正確な蛍光標識および画像解析パラメータに依存し、これらは細胞クラスタリング、スペクトル重なり、共培養中の形態変化に影響される可能性があります。特に一次効果細胞を含むアッセイの場合、殺菌ダイナミクスを変えずに十分な蛍光標識を得ることは困難または実現不可能となります。フローサイトメトリーベースのアッセイは、定義されたエンドポイントでより高い表現型分解能を提供しますが、複数のマッチング時点を収集しない限り、早期殺菌と後期殺菌を独立して区別できません。これはコストと時間のかかる場合があります。さらに、エンドポイントの測定は標的細胞死だけでなく、標的細胞増殖、エフェクターの喪失、サンプル取り扱い中の回復の違いも反映されることがあります。したがって、CD107aのような機構的指標は、標的細胞除去の直接的な代替ではなく、エフェクター細胞活性化の補完的な指標として解釈するのが最適です19。より広く言えば、どちらのプラットフォームもNK細胞の機能を生体内で形作る空間構造、間質相互作用、サイトカイン勾配、輸送制約を完全に再現していません 。
NK細胞殺菌アッセイの解釈には、いくつかの生物学的要因も考慮する必要があります。ドナー間変異は、ドナー年齢、性別、感染症歴、受容体多型によって細胞毒性の可能性やサブセット構成が異なる一次ヒトNK細胞の実験に内在的です。NK-92細胞の使用は変動を大幅に減らしますが、これらの細胞は依然として発生源および伝達に関連する変化を示すことがあります18。当プロトコルは、標準化されたパラメータと同一プレート比較を通じて技術的または実験的な違いを軽減し、これらの生物学的要因をより正確に評価します。可能な限り、固定された生存可能性閾値を持つ定義されたNK-92通過範囲の使用を推奨します。一次NK細胞については、各疾患ごとに複数のドナーのNK細胞を用い、ドナー間の違い(例:ペアードまたは混合効果モデル)を考慮した統計解析を行うべきです。これは、条件間の相対的な差がドナー間で一般的に維持されるためです。さらに、追加のNK細胞マーカー(例:KIR、NKG2A/C/D、CD57)をフローサイトメトリー用の抗体パネルに組み込むことで、ドナー間のサブセット頻度比較やサブセット特異的なNK細胞活性化(例:CD107aおよびCD69発現)の評価が可能となり、結果の解釈がさらに容易になります。最後に、すべてのNK細胞殺害アッセイに対して、特定の追加のシナリオを考慮する必要があります。NK細胞での標的抗原の発現は、内因性発現またはトロゴサイトーシスを介して標的細胞から抗原を獲得することで、NK細胞のフラトリシドを引き起こし、結果を混乱させることがあります。例えば、ダラツムマブはNK細胞で発現したCD38を標的とし、フラトリチド21を誘導することで、ADCCの大きさを目標標的に対して制限します。幸いにも、生細胞イメージングやフローサイトメトリーアッセイにより、NK細胞の定量化が可能で、兄弟殺傷の評価が可能です。
これらの制約にもかかわらず、ライブセルイメージングとフローサイトメトリーの組み合わせは、基礎的および前臨床的応用における再現可能なNK細胞機能試験の実用的な枠組みを提供します。画像処理のワークフローは、時間的挙動が重要な場合に有利であり、例えば急速反応と遅延細胞毒性反応の区別や、CAR設計間での殺菌動力学の比較などです。フローサイトメトリーに基づくワークフローは、同じサンプル内でエフェクターおよびターゲット細胞の表現型と併用して機能的読み取りを解釈する必要がある場合に有利です。これらのアプローチを組み合わせることで、広く利用可能な実験プラットフォームを用いて自然殺菌、CAR介在細胞毒性、ADCCの定量的評価が可能になります。標準化され拡張可能な枠組みを確立することで、このシステムはNK細胞ベースのモダリティにおける厳密なベンチマーキングと機構的検証を促進し、次世代免疫療法の開発と臨床応用を加速させます。
W.F.G.-B.2025年にスペクトルサイトメトリーに関する科学発表に対してBiosciences.sasから報酬を受けました。著者らは他の競合する金融的または非財務的利害関係を一切主張していません。
著者らは、レイモンド・キニョネス・アルバラード(イェール大学)、イトン・チェン(ラゴン・インスティテュート・オブ・マサチューセッツ総合病院、MIT、ハーバード)、アンジェリーク・ホエルツェマーとカタリーナ・シーリング(ハンブルク・エッペンドルフ大学医療センター感染・ワクチン開発研究所)、そして科学的・技術的助言と洞察に満ちた議論をいただいたアブナー・ルイサン、ジェシカ・ダフィー、ジェンナ・マレン、ゲイル・ニュートン(マサチューセッツ総合病院およびハーバード医科大学)に感謝します。著者らはまた、Ragon研究所フローサイトメトリーコアのマイケル・ウォーリング、キャット・フォルツ-ドナヒュー、ナタリー・ボヌールに専門的な技術サポートを提供してくれたことに感謝しています。W.F.G.-B.このプログラムは、マサチューセッツ総合病院、MIT、ハーバード大学、マサチューセッツ総合病院病理学部門、そして国立衛生研究所所長新人賞(DP2CA311214)の支援を受けています。J.O.T.はキングホーン財団のフルブライト・フューチャー・ポストグラデュエイト奨学金の支援を受けています。
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| Advanced RPMI-1640 medium | Thermo Fisher Scientific | 12633020 | NK-92および一次ヒトNK細胞培養培地用基底培地(完全な配合についてはプロトコル参照) |
| Anti-human CD107a antibody, PE-Cy7 conjugated (clone H4A3) | BioLegend | 328618 | フローサイトメトリー用脱顆粒マーカー |
| Anti-human CD16 antibody, BV785 conjugated (clone 3G8) | BioLegend | 302046 | フローサイトメトリー |
| Anti-human CD56 antibody, BV421 conjugated (clone HCD56) | BioLegend | 318328 | フローサイトメトリー |
| Benchtop centrifuge with swinging bucket rotor compatible with 15-mL tubes and 96-well plates (Eppendorf Centrifuge 5810R) | Eppendorf | 5811000015 | セルペレティングとプレート遠心(100–300 × g)に使用 |
| Carboxyfluorescein succinimidyl ester (CFSE) | Thermo Fisher Scientific | C34554 | 標的細胞ラベリング用細胞増殖染色 |
| Cytek Aurora spectral flow cytometer (or equivalent) | Cytek Biosciences | N7-00003 | フローサイトメトリーの取得と分析に使用 |
| DAPI (4′,6-diamidino-2-phenylindole) | BioLegend | 422801 | 生死判別用核染色 |
| Deep-well 96-well plate | USA Scientific | 1896-2110 | 抗体調製に使用 |
| Dimethyl sulfoxide (DMSO) | Fisher Scientific | BP231-100 | 凍結保存用試薬 |
| Fetal bovine serum (FBS) | Avantor | 76419-584 | 基底培地補完; FACSバッファー(2%FBS)で使用 |
| General Purpose Water Bath, 10 L (37 °C) | PolyScience | WBE10 | セル解凍用 |
| GlutaMAX (L-alanyl-L-glutamine supplement) | Thermo Fisher Scientific | 35050061 | 安定したグルタミン源 |
| Human AB serum | Sigma-Aldrich | H4522-100ML | 一次ヒトNK細胞培養培地用サプリメント |
| IncuCyte SX5 live-cell imaging system | Sartorius | 4816 | リアルタイムのライブセルイメージングとセルバイセル分析 |
| LUNA-FL dual fluorescence cell counter (or equivalent) | Logos Biosystems | L20001 | 自動セルカウンティング |
| Parafilm M (4 in × 250 ft roll) | Genesee | 16-101 | プレートシーリングと保管 |
| Phosphate-buffered saline (PBS), sterile (pH 7.2–7.4) | Corning | 21-020-CV | 洗浄およびFACSバッファー調製に使用 |
| Poly-D-lysine (0.1 mg/mL) | Thermo Fisher Scientific | A3890401 | プレートコーティング試薬 |
| Primocin | InvivoGen | ant-pm-2 | 抗生物質 |
| Recombinant human interleukin-2 (IL-2) | R&D Systems | 202-IL-500 | サイトカイン |
| RosetteSep Human NK-cell enrichment kit | STEMCELL Technologies | 15065 | ヒトNK細胞濃縮カクテル |
| SYTOX Orange dead cell stain | Thermo Fisher Scientific | S34861 | ライブセルイメージング用バイアビリティ染色 |
| Trypan Blue 0.4% | Gibco | 15250-061 | セルカウント用バイアビリティ染色 |
| TrypLE Express Enzyme (1X), no phenol red | Thermo Fisher Scientific | 12604039 | 接着性細胞の剥離用 |
| UltraPure EDTA (0.5 M, pH 8.0) | Thermo Fisher Scientific | 15575020 | FACSバッファー調製に使用 |
| 15-mL conical-bottom centrifuge tubes | Corning | 352097 | 無菌 |
| 24-well tissue culture plate (tissue culture–treated) | Corning | 3524 | NK細胞回収に使用 |
| 96-well clear round-bottom plate (tissue culture–treated) | Corning | 3799 | 共培養およびフローサイトメトリーアッセイに使用 |
| 96-well flat clear-bottom black polystyrene plate (tissue culture–treated) | Corning | 3603 | ライブセルイメージングシステムと互換性あり |
このJoVE記事のテキストまたは図の再利用許可をリクエスト
許可をリクエスト