$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Mevcut in vitro farklılaşma (IVD) ürünlerinin insan NK hücrelerine benzer yüzey belirteçlerine ve anti-tümör yeteneklerine sahip olacağı varsayılmıştır.
İnsan NK hücrelerinin tanımlayıcı belirteçlerine, 3D kültür sisteminden farklılaşma ürünlerinin fenotipik olarak insan NK hücrelerine benzeyen hücreler verip vermediğini test etmek için erişildi. Farklı zaman noktalarında (n = 2) indüklenen iki partiden 3D kültür sisteminden ayrılan hücrelerin yaklaşık% 15'i CD3-CD56 + idi (Şekil 3A). CD3, CD3'ün yokluğu ve in vitro T hücrelerini indüklemenin zorluğu nedeniyle test panelinde CD45 (bir pan-lökosit belirteci) ile değiştirildi. 3D yapıdan ayrılan hücrelerin yaklaşık% 16'sı CD45 + CD56 + idi (Şekil 3B, n = 1), bu da daha önceki çalışmalarda görülen CD3-CD56 + hücrelerinin yüzdeleriyle uyumludur. 2D kültür sisteminden toplanan hücrelerdeki CD3-CD56+ hücrelerinin yüzdeleri, daha başarılı indüksiyonlardan (Şekil 3C, n = 3) daha az başarılı indüksiyonlara (Şekil 3D, n = 2) kadar% 30 ila% 6 arasında değişmiştir. 2D kültür sisteminden toplanan hücrelerin işlevselliği ve fenotipleri doğrulandı. 2D sistemden 18. Gün kültürü sırasında, hücrelerin yaklaşık% 12'si 2 saat 50 ng / mL IL-18, 455 IU / mL IL-2 ve 20 ng / mL anti-CD244 antikor stimülasyonundan sonra hem ektopik CD56 hem de CD107a eksprese etti (Şekil 4C, n = 1). Hasat edilen hücrelerin yaklaşık ('i CD94+CD159a+ idi (Şekil 4B, n=1). Granüllerin zarı üzerinde bir protein astarı olan CD107a'nın ektopik ekspresyonu, degranülasyon10'u gösterirken, CD94 / NKG2A (CD159a) heterodimer, NK hücrelerinin bir başka tanımlayıcı belirtecidir. Bu, IVD ürünlerinin fenotipik ve işlevsellik doğrulamasına bir örnek sağlar.
IVD ürünlerinin işlevselliği, insan eritrolösemi hücreleri-K562 hücrelerine karşı sitotoksisiteleri ile test edildi. K562 hücreleri üzerinde kapsamlı ligand profillemesi, aşağı regüle edilmiş majör histokimya kompleksi I (MHC-I) ve nispeten güçlü NKG2D ligand ekspresyonunu (ULBP-1, ULBP-2/5/6 ve ULBP-3 gibi) ortaya koymaktadır11; Bu nedenle, K562 hücreleri NK hücrelerinin litik aktivitesine duyarlıdır12. Hem IVD son nokta ürünleri hem de NK92mi hücreleri gece boyunca 50 ng / mL IL-18, 455 IU / mL IL-2 ve 20 ng / mL anti-CD244 antikorları ile astarlandı. GFP + K562 hücreleri, 50 ng / mL (IU sağlanmadı) IL-18, 455 IU / mL IL-2 ve 20 ng / mL anti-CD244 antikorlarının varlığında IVD veya NK92mi hücrelerinden toplanan hücrelerle farklı efektör-hedef oranlarında (E: T) 3 saat boyunca aynı hacimde H5100 ortamında kokültüre alındı. NK hücre öldürme aktivitesinin okunması, GFP + alt kümeleri üzerindeki ölü hücre belirtecinin ekspresyonuydu. K562 hücreleri, GFP'yi yapısal olarak ifade etmek için ticari olarak temin edilebilen bir kontrol vektörü ( Malzeme Tablosuna bakınız) ile dönüştürüldü ve transdüksiyonun verimliliği yaklaşık% 80 idi (Ek Şekil 1A). Eklenen GFP sinyalinin yüzdeleri, eklenen GFP + K562 hücrelerinin sayısıyla orantılıydı, bu da dönüştürülmüş K562 hücrelerinden spesifik GFP ekspresyonunu düşündürüyordu (Ek Şekil 1B).
Şekil 5'te gösterilen ölmekte olan hedef hücrelerin yüzdeleri aşağıdaki formül13 ile hesaplanmıştır:
Ölmekte olan hücrelerin yüzdesi = (FITC + DAPI + kokültürün % 'si [örneğin, Şekil 5A]) - (FITC + DAPI + dönüştürülmüş K562 hücrelerinin % 'si)
Değerlendirilen üç E: T oranının hepsinden (0.1: 1, 0.33: 1, 1: 1), ölmekte olan GFP + hücrelerinin yüzdeleri, IVD ürünleri (Şekil 5B, hEPSC-NK) veya NK92mi hücreleri (Şekil 5B, NK92mi) ile birlikte kültürlendiğinde E: T oranları ile pozitif korelasyon gösterdi ve tümör hedeflerinin spesifik olarak öldürüldüğünü gösterdi. Bununla birlikte, IVD ürünlerinin sitotoksisitesi, test edilen zaman dilimi içinde nispeten mütevazıydı (Şekil 5C).
Son olarak, lenfoid progenitör hücre üretimi 3D ve 2D kültürler arasında karşılaştırıldı. 3D kültür koşulunun, 2D kültür koşulundan (36.000 hücre) daha fazla progenitör hücre (55.000 hücre) ürettiği bulunmuştur (Ek Şekil 2). Bu, 3D kültürdeki doku mimarisi ve hücresel bileşenlerin bağlamının lenfoid progenitör hücrelerin oluşumunu desteklediğini göstermektedir.

Şekil 1: NK hücrelerini hEPSC'lerden ayırt etmek için farklılaştırma stratejisini gösteren şematik diyagram . (A) Burada, kültür koşullarını ve her adımdan kısa anahtar kelimeleri ayrıntılandıran 3B kültür sistemlerinin zaman çizelgesi gösterilmektedir. 3D sistemin hava-sıvı arayüzü, NK hücre indüksiyonu sırasında korunur. (B) Burada, 2B kültür sistemlerinin zaman çizelgesi gösterilmektedir. 3D sistemdeki yapılardan 7-10. Günlerden toplanan serbest bırakılan hücreler, hava-sıvı arayüzü olmadan kaplanmış bir plaka üzerine tohumlanır. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2: Farklı farklılaşma aşamalarında gözlenen hücrelerin morfolojisi. (A) EPSCM'de muhafaza edildiğinde hEPSC'lerin morfolojisi. hEPSC'ler kubbeli şekilli koloniler oluşturur. (B) Ön farklılaşmadan sonra hEPSC'lerin morfolojisi. Kubbeli koloniler düzleştirilmiştir. hEPSC'ler hasat edilir ve asılı damla tekniği ile EB'ler oluşturur. EB'ler orta A ve daha sonra orta B'de toplanır ve kültürlenir. (C) 10. Günde bir EB'nin morfolojisi. Bu dönemde, EB genişlemeye ve şişmeye başlar, membranöz yapılar oluşturur. (D) Hücre salgılayan bir EB'nin morfolojisi. Transwell üzerinde tohumlama yapıldıktan sonra, EB büyür ve sürekli olarak yuvarlak hücreleri çevreye bırakır. Salınan hücrelerin bir kısmı, lenfoid farklılaşma kaplama malzemeleri ile kaplanmış 12 delikli bir plaka üzerinde toplanır ve kültürlenir. Hücre popülasyonları morfolojik olarak heterojendir ve birlikte toplanma eğilimindedir. (E) IVD'nin son noktasında gözlenen hücrelerin morfolojisi. Küçük, dairesel süspansiyon hücreleri (siyah ok) gözlenir. Ölçek çubukları: (A,B,E) = 100 μm; (C,D) = 100 μm. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3: Uç noktadaki hEPSC türevi ürünlerin temsili FACS grafikleri. Hücreler 30 dakika boyunca buz üzerinde floroskop konjuge antikorlarla inkübe edilir. Numuneler, FACS numune enjeksiyon portuna yüklenmeden önce DAPI ile boyanır. Lekesiz hücreler negatif geçidi oluşturmak için kullanılır. (A) 3B kültür sisteminden iki partiden ayrılan hücrelerdeki CD3 ve CD56 ekspresyonu üzerine temsili FACS grafiği (n = 2). (B) 3B kültürden ayrışmış hücrelerdeki CD45 ve CD56 ekspresyonu üzerindeki temsili FACS grafiği (n = 1). (C) Başarılı bir indüksiyondan kaplanmış plakadan toplanan hücrelerde CD3 ve CD56 ekspresyonu üzerinde temsili FACS grafiği (n = 3). (D) İndüksiyon yetersiz olduğunda kaplanmış plakadan CD3 ve CD56 ekspresyonu üzerinde temsili FACS grafiği (n = 2). Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 4: 18. Gün kültürü sırasında hEPSC türevi ürünler üzerinde temsili FACS grafiği (n = 1). (A) IL2, IL-18 ve anti-CD244 antikorları ile 2 saatlik stimülasyondan sonra CD56 ve CD107a ekspresyonu üzerinde FACS grafiği. (B) CD159a ve CD94 ifadesi üzerinde FACS grafiği. Numuneler, FACS numune enjeksiyon portuna yüklenmeden önce DAPI ile boyanır. Lekesiz hücreler negatif geçidi oluşturmak için kullanılır. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 5: IVD son nokta ürünü veya NK92mi hücreleri (n = 1) ile GFP + K562 hücrelerinin kokültüründen farklı E: T oranlarına karşı ölmekte olan hücrelerin yüzdelerinin grafiği. FITC+ DAPI+ hücrelerinin ekspresyonu hücre analizörü ile değerlendirilmiş, uyumlu yazılımlarla veri analizi yapılmıştır. (A) IVD ürünlerinin ve E:T oranı 1 olan K562 hücrelerinin kokültüründen FITC + DAPI + alt kümelerinin geçişini gösteren temsili bir FACS grafiği. (B) GFP + IVD ürünleri (solda) veya NK92mi hücreleri (sağda) ile 3 saat boyunca kokültür deneyinden bireysel grafikler. Her ikisi de ölmekte olan hücrelerin yüzdesi ile E: T oranı arasındaki pozitif orantılı ilişkiyi yansıtır. (C) IVD ürünlerinin ve NK92mi hücrelerinin öldürme eğrilerini aynı ölçekte gösteren bir grafik. IVD ürünleri, NK92mi hücrelerine kıyasla hafif sitotoksisite gösterdi. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Ek Şekil 1: hEPSC'lerden NK hücrelerinin fonksiyonel analizi. (A) Dönüştürülmüş K562 hücrelerinin FACS histogramı. FITC+ K562 hücreleri GFP'yi ifade etti. (B) GFP+ K562 hücrelerinin kokültüründen ve üç E:T oranında (n = 1) sonlanım IVD ürünlerinden elde edilen FACS histogramları. Kokültürdeki FTICA + hücrelerinin yüzdeleri, eklenen dönüştürülmüş K562 hücrelerinin sayısına karşılık geliyordu. Geçitler, dönüştürülmemiş K562 hücreleri ile kuruldu. Bu Dosyayı indirmek için lütfen tıklayınız.
Ek Şekil 2: 2D ve 3D kültürde lenfoid progenitör farklılaşması. Mevcut organoid bazlı protokol, insan genişlemiş potansiyel kök hücrelerinden lenfoid progenitörleri indüklemek için kullanıldı. İki koşul oluşturuldu: (1) lenfoid progenitörler organoidler içinde kültürde tutuldu (3D) ve (2) lenfoid progenitörler izole edildi ve kültür kabında tutuldu (2D). 2 haftalık ek kültürden sonra, hücre sayıları 2B ve 3B kültürü karşılaştırmak için belirlendi. Bu Dosyayı indirmek için lütfen tıklayınız.