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一种肿瘤特异性γδT淋巴细胞的体外扩增方法

  • 专利名称
    一种肿瘤特异性γδT淋巴细胞的体外扩增方法
  • 发明者
    彭宇, 毛朝明, 糜坚青
  • 公开日
    2012年5月9日
  • 申请日期
    2011年12月29日
  • 优先权日
    2011年12月29日
  • 申请人
    上海交通大学医学院附属瑞金医院
  • 文档编号
    C12N5/0783GK102443567SQ20111045275
  • 关键字
  • 权利要求
    1.一种肿瘤特异性Y S T淋巴细胞的体外扩增方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤(1)由初发白血病患者外周血中分离得到白血病细胞并灭活;(2)由缓解的白血病患者的外周血中分离得到单核细胞组分⑶4-⑶8-PBMCs;(3)在重组人白介素2(rhIL-2)和植物凝集素(PHA)存在下,将步骤(1)中得到的灭活的白血病细胞与步骤O)中得到的⑶4-⑶8-PBMCs共同培养,扩增肿瘤特异性γ δ T淋巴细胞2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(1)包括将白血病细胞经放射性核素钴辐照灭活的步骤3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(3)中培养的条件为37°C和5%CO2
  • 技术领域
    本发明属于医学领域,具体地说,涉及一种肿瘤特异性Y δ T淋巴细胞的体外扩增方法
  • 背景技术
  • 具体实施例方式
    以下结合具体实施例,对本发明做进一步说明应理解,以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围本发明中的“自体”是指来源于同一个体患者“初发”是指患者第一次被确诊为白血病,且之前没有经过任何化疗药物治疗“缓解”是指白血病的症状和体征消失的患者, 其血象Hb ^ 100g/L (男)或90g/L (女性及儿童),中性粒细胞绝对值> 1. 5X 109/L,血小板> 100X 109/L,外周血白细胞分类中无白血病细胞,骨髓象原粒细胞+早幼粒细胞(原单+幼单核细胞或原淋巴+幼淋巴细胞)< 5%,红细胞及巨核细胞系列正常实施例1、自体白血病细胞的获取及灭活1. 1、白血病细胞的分离和保存收集四例初发急性白血病(AML)患者(外周血高白血病细胞型> 10X107L)新鲜外周血,用肝素抗凝,然后用等体积PBS稀释血液取等体积淋巴细胞分离液加入离心管管底,并升温到室温用吸管吸取稀释后的血液样品,沿管壁缓慢铺到淋巴细胞分离液上面,勿打乱液层界面在室温条件下,700g水平离心20分钟,吸取淋巴细胞分离液界面乳白色单个核细胞层加入IOml生理盐水稀释分离的淋巴细胞,在室温条件下,250g离心10 分钟,弃上清用生理盐水重复洗涤1 2次,除去血小板和抗凝物质,最后用全血清冻存液将白血病细胞冻存,置入液氮冻存备用1.2、白血病细胞的灭活取1. 1中所述冻存的白血病细胞,置于37°C水浴至完全解冻转移细胞到15ml离心管中,逐滴加入Iml试剂I (含20% FBS的RPMI1640培养基),37°C水浴10分钟在室温条件下,400g离心10分钟弃上清,加入5ml试剂I,室温放置1小时在室温条件下,400g 离心10分钟,收集沉淀,即为所用细胞加入IOmlRPMI 1640培养基重悬,37°C (5% CO2)孵育对小时洗涤细胞后,用放射性核素钴辐照(35Gy)灭活白血病细胞,然后37°C (5% CO2) 继续培养M小时备用经灭活的白血病细胞不能继续分裂增殖,但仍保留对肿瘤的抗原活性,用于后续扩增肿瘤特异性Y S T淋巴细胞实施例2、外周血中CD4-CD8-PBMCs的分离本实施例中,从白血病患者自体外周血中获得单核细胞组分用于培养肿瘤特异性 Y δ τ淋巴细胞,该单核细胞组分称为⑶4-⑶8-PBMCs,包括γ δ T淋巴细胞、树突状细胞、 NK细胞、NKT细胞、B细胞、粒细胞等外周血中CD4-CD8-PBMCs的分离的具体操作如下无菌采集实施例1中四例急性白血病处于完全缓解期的患者外周血10ml,肝素抗凝加入人 CD4 Depletion Cocktail 和人 CD8 Depletion Cocktail 试剂(购自美国 StemCell Technologies公司)各500 μ 1,混勻,室温静置20分钟,加入等体积含2% FBS 的PBS倍比稀释取等体积淋巴细胞分离液加入离心管管底,并升温到室温用吸管吸取稀释后的血液样品,沿管壁缓慢铺到淋巴细胞分离液上面,勿打乱液层界面在室温条件下, 700g水平离心20分钟,吸取淋巴细胞分离液界面乳白色单个核细胞层加IOml生理盐水稀释分离的淋巴细胞,在室温条件下,250g离心10分钟,弃上清重复洗涤1 2次,除去血小板和抗凝物质以完全培养基(含10% FBS的RPMI1640培养基)调整细胞浓度至IO6 细胞/ml备用实施例3、Y δ T淋巴细胞的体外扩增培养体系的建立由实施例2中获得的四例急性白血病缓解患者外周血分离得到的 CD4-CD8-PBMCs,用添加有重组人白介素2 (rhIL-2,50U/ml)和植物凝集素(ΡΗΑ,0. 5μ g/ ml)的完全培养基(含10% FBS的RPMI1640培养基)调整至5X 105/ml,置于M孔培养板中,并加入1.5 X IO5个实施例1中获得的四例灭活的自体白血病细胞,37°C (5% CO2)条件下进行培养每隔3天换半液,每隔7天添加灭活的自体白血病细胞再刺激,可以看到四例扩增细胞都呈集落克隆性生长,代表性的显微镜成像图如图1所示最后离心收集扩增获得的Y δ T淋巴细胞实施例4、不同的牛物因子或其组合对γ δ T淋巴细胞增殖的影响的检测(3H-TdR 渗入法)将实施例3中获得的扩增性γ δ T淋巴细胞(IX IO5细胞/孔)置于M孔培养板, 370C (5% CO2)中静息M小时,然后分别与灭活的自体白血病细胞按3 1的比例,或/和 rhIL-2 (100U/ml)、ΡΗΑ(1 μ g/ml)进行共培养3天同时,以不添加任何其他组分的Y δ T 淋巴细胞为对照组然后,每孔加入3H-TdR 1 μ Ci,继续培养12小时采用液闪仪测量其放射性(cpm),并计算其扩增倍数所有实验均设三复孔扩增倍数计算使用下列公式扩增倍数=[试验孔(cpm)-空白孔(cpm)]/[对照孔(cpm)-空白孔(cpm)]如图2所示,单独使用灭活的自体白血病细胞能明显刺激Y 3 1~淋巴细胞,使其增殖约3倍,和^!11^-2或 PHA联用能够使γ δ T淋巴细胞分别扩增约7倍和4倍,而三者联用扩增效果最为显著,扩增约为8倍实验结果表明rhIL-2和PHA能够协同灭活的自体白血病细胞对Y δ T淋巴细胞的增殖能力实施例5、扩增性γ δ T淋巴细胞表型的FCM分析实施例2中获得的⑶4-⑶8-PBMCs细胞在经灭活的自体白血病细胞、rhIL-2和 PHA混合物活化刺激之前和活化刺激后3周分别用荧光标记的⑶3、⑶4、⑶8、V δ 1、V δ 2、 TCRy δ、TCR单抗处理培养3周后进行流式细胞术(FCM)分析,检测⑶4-⑶8-PBMCs细胞扩增前后的免疫表型变化如图3可见,在扩增培养前,CD4-CD8-PBMCS中约35% 48% 为CD3+TCRY δ+T细胞,其中V δ 2+γ δ T细胞比例占到78% 89% (图3Α)扩增培养 3周后,分析显示扩增的细胞中⑶3+TCRy δ +T细胞的比例范围扩展到73% 87%,其中以νδ 1+γ δ T细胞为主,而V δ 2+γ δ T细胞比例不到γ δ T细胞的15% (图3Β)由于 νδ +y δΤ细胞比νδ2+γ δ T细胞具有更好的抗肿瘤活性,说明本发明获得的γ δΤ淋巴细胞具有良好的肿瘤特异性实施例6、扩增性Y δ T淋巴细胞的培养上清中细胞因子水平的检测本实施中,使用ELISA试剂盒(购自R&D systems公司)检测扩增性Y δ T淋巴细胞的培养上清中细胞因子的水平,具体方法如下收集实施例3中获得的扩增性γ δΤ淋巴细胞的培养上清,用ELISA试剂盒分析培养上清液中IFN- y , TNF-α、IL-3、IL-4、IL-10、IL-IO和IL-17的浓度,同时收集来自刺激灭活的自体白血病细胞的培养上清液作为对照组,对扩增性Y S T淋巴细胞进行细胞因子谱分析如图4所示,扩增性γ 5 1~淋巴细胞主要分泌大量的11^-6、11^-123顺-0和 IFN- y , IL-3、IL-4、IL-IO和IL-17分泌不明显其中,肿瘤坏死因子(TNF- α )能够杀伤和抑制肿瘤细胞,本发明的扩增性Y S T淋巴细胞能够大量分泌TNF-α,说明其具有良好的肿瘤特异性实施例7、扩增性Y δ T淋巴细胞的细胞毒作用本实施例中,使用凋亡试剂盒(包括armexin V-PE和7 ’ -AAD染料,购自 BDPharmigen公司)检测实施例3中获得的扩增性Y δ T淋巴细胞对自体白血病细胞和异源性白血病细胞株的细胞毒作用本实施例中使用的自体白血病细胞来源于实施例1中四例初发急性白血病患者本实施例中使用的异源性白血病细胞株由上海市血液学研究所提供,包括如下细胞株U973、HL-60、Kasumi-I和K562具体方法如下
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专利名称:一种肿瘤特异性γδT淋巴细胞的体外扩增方法T细胞表面具有能特异地识别抗原的结构,称为T细胞抗原受体(TCR)。根据TCR 的不同类型,T细胞可分为α β T细胞和γ δ τ细胞。α βΤ细胞主要参与获得性免疫过程,通过MHC限制性识别肿瘤细胞。然而,肿瘤细胞能通过MHC突变、削弱抗原递呈、诱导产生抑制性免疫细胞等免疫逃避机制,阻断抗原识别过程。γ δΤ细胞被认为是介于获得性与天然免疫之间的特殊免疫细胞类型 (Chemlmmunol Allergy. 2005,86 151-183.),占 CD3+T 细胞的 1 % 5%,大部分 γ δ T 细胞不表达CD4、CD8分子,有特异性识别抗原功能而无MHC限制,并在机体抗感染和自身免疫疾病及抗肿瘤等过程中起重要作用(Nat Rev Immune. 2002,2 :336-345)。活化的γ δ T细胞具有多种细胞功能,它既可以直接杀死特殊细胞,表现出Tc活性;又可分泌细胞因子,协调免疫反应,表现出Th活性。由于Y S T细胞灵活的细胞功能和独特的抗原识别谱,它在机体的免疫应答和免疫监视中起着不可或缺的作用。由于γ δ T细胞在人体内比例低、数量有限,鉴于其强大的肿瘤杀伤活性,寻找一种简便、特异地激发和扩增Y S T细胞的方法,无疑将有助于对这群细胞的生物学特性和功能的研究,以及在肿瘤过继免疫疗法中的可能性运用。并且,应用体外诱导扩增的抗原特异性免疫细胞治疗恶性肿瘤已成为一种有效的临床免疫治疗方法(TRENDS in Immunology. 2001,22(9) :516-523.)。体外扩增的Y δ T细胞也已应用于临床试治 (Blood. 2003, 102 :200-206;Immunol Res.2009,45(1) :85-95 ;ExpMol Pathol. 2004, 76(2) :117-121 ;Cancer Res. 2010,70 10024-10027)。目前有许多体外培养Y δΤ细胞方法的报道,包括用抗⑶3抗体、IL-2和 IL-4 (Leukemia. 2011,doi :10. 1038)、抗 TCR γ δ 和 IL_2(中国免疫学杂志· 2011, 739-743)、非肽磷酸抗原和IL-2 (Blood. 2003,102 :200-206)等。虽然细胞培养和扩增方法不断的改进和完善,但国内外对Y S T细胞过继免疫治疗的研究大多以健康人γ δ T细胞为研究对象,所以扩增出来的Y S T细胞特异性不高,降低了其肿瘤杀伤效应,导致以 Y S T细胞为基础的免疫治疗受到了一定的限制。因此,寻找新的高效的自体Y δΤ细胞扩增方法以提高其用于过继免疫治疗的效率,显得尤为重要。
本申请的发明人利用白血病患者自体的单核细胞组分⑶4-⑶8-PBMCs为“种子细胞”,通过与灭活的自体白血病细胞、重组人白介素2(rhIL-2)和植物凝集素(PHA)共同培养,刺激诱导具有真正肿瘤杀伤作用的Y S T淋巴细胞得以选择性扩增,从而获得具有个体化效应特征的肿瘤特异性Y ST淋巴细胞。本发明的目的是提供一种肿瘤特异性Y δ T淋巴细胞的体外扩增方法。本发明的肿瘤特异性Y δ T淋巴细胞的体外扩增方法包括以下步骤(1)由初发白血病患者外周血中分离得到白血病细胞并灭活;(2)由缓解的白血病患者的外周血中分离得到单核细胞组分⑶4-⑶8-PBMCs ;(3)在重组人白介素2(rhIL_2)和植物凝集素(PHA)存在下,将步骤⑴中得到的灭活的白血病细胞与步骤O)中得到的CD4-CD8-PBMCS共同培养,扩增肿瘤特异性、δ T 淋巴细胞。根据本发明的优选实施例,所述步骤(1)包括将白血病细胞经放射性核素钴辐照灭活的步骤。根据本发明的优选实施例,所述步骤(3)中培养的条件为37°C和5% C02。本发明具有如下有益效果(1)直接将灭活的自体白血病细胞与Y δ T淋巴细胞相接触培养,能够免去繁琐的白血病相关抗原的筛选步骤,是一种简洁有效的方法。(2)能够产生具有个体化效应特征的肿瘤特异性Y δΤ淋巴细胞,可作为一种有效的白血病治疗方案。本发明中,通过灭活的自体白血病细胞的肿瘤抗原与Y δ T淋巴细胞的相应受体相交联,并且在重组人白介素2和植物凝集素的生长因子的刺激下,使得对肿瘤抗原特异性的Y δT淋巴细胞被选择性增殖激活。本发明扩增获得的Y δT淋巴细胞对于自体白血病细胞和异源性白血病细胞系都有良好的抑制作用,在白血病的过继免疫治疗中有广泛的应用前景。图1为显微镜检测扩增的Y δ T淋巴细胞呈集落克隆性生长。图2为不同的生物因子或其组合对Y δ T淋巴细胞增殖的影响。图3为⑶4-⑶8-PBMCs细胞组分扩增前后的表型改变。其中,A为扩增前,B为扩增后。图4为扩增性Y δ T淋巴细胞的细胞因子分泌谱。图5为扩增性、δ T淋巴细胞对白血病细胞的细胞毒作用。其中,A为对自体白血病细胞的杀伤活性,B为对异源性白血病细胞株的杀伤活性。图6为扩增性γ δ T淋巴细胞在体内的白血病作用。其中,A为在活体内的抗异源性白血病作用,B为在活体内的抗自体白血病作用。将实施例3中获得的四例扩增性Y δΤ淋巴细胞用SyMWCFSESE 10分钟后作为效应细胞,然后与标记的靶细胞按照效靶比(effector target, E T)分别为 0 1(作为 control 组)、0. 5 1、1 1,2. 5 1、5 1 在 37°C (5% CO2)共培养 4 小时, 然后用armexinV-PE和7’_AAD染料室温染色15分钟。用FCM立即检测分析,以CFSE阴性细胞设门,以armexin V或和V -AAD阳性细胞作为凋亡细胞。计算公式为杀伤率(% ) =实验组(凋亡率对照组(凋亡率%)。如图5所示,在5 1的效靶比的条件下,扩增性Y S T细胞系对自体白血病细胞的杀伤率为20% 30% (图5A),对异源性白血病细胞株的杀伤率为10% 25% (图5B),且随着γ δ T淋巴细胞的数量增加,其杀伤力越强, 显示本发明的Y ST淋巴细胞的杀伤能力是数量依赖的。实施例8、扩增件γ δ T细胞在SCID小鼠中的抗白血病作用8. 1、扩增性Y δ T淋巴细胞在活体内对异源性白血病细胞株的抗白血病作用采用6周龄的SCID雌性小鼠,随机分为两组对照组和治疗组,每组3只。取生长良好的AML细胞系Kasumi-I细胞(由上海市血液学研究所提供),以完全培养基(含10% FBS的RPMI1640培养基)洗涤2次,重悬于无血清RPMI-1640培养基,将4 X IO6细胞注射至每只小鼠腹腔内。治疗组小鼠同时同部位注射生长状态良好的实施例3中获得的一例扩增性Y S T淋巴细胞2 X IO7个细胞,4天后再次注射相同数量的γ δ T淋巴细胞,对照组用同体积的RPMI-1640培养基注射。在上述接种的同时,在同一部位注射rhIL-2 2000IU/只。 Y ST淋巴细胞在活体内杀伤异源性白血病细胞株的作用通过小鼠生存率进行评价。实验结果如图6A所示,所有的小鼠,如果没有接种γ δΤ淋巴细胞,则小鼠腹腔逐步出现肿胀, 在50天后开始逐渐死亡,70天后全部死亡。相反,用γ δ T淋巴细胞接种的小鼠生存期明显延长,在80天后才开始出现死亡,100天后仍然有小鼠存活(P < 0. 01)。8. 2、扩增性γ δ T淋巴细胞在活体内对自体白血病细胞的抗白血病作用采用6周龄的NOD-SCID雌性小鼠,随机分为两组对照组和治疗组,每组7只。用亚致死量的放射线(150cGy)处理小鼠,随后骨髓移植初发白血病病人来源的白血病细胞。 初发的白血病细胞被注射到小鼠胫骨腔,每只小鼠注射1 X IO7个细胞,最终每只小鼠注射的细胞液体量为50μ 1。然后,在治疗组中,分别在第1天和第4天尾静脉注射实施例3中获得的一例扩增性Y δ T淋巴细胞2X IO7个细胞和2000IU rhIL-2至小鼠体内。同时,对照组经小鼠尾静脉注射同体积的RPMI-1640培养基和2000IU rhIL_2。8周后,采集小鼠外周血,检测人⑶45阳性细胞的百分数。γ δ T淋巴细胞在活体内杀伤自体白血病细胞、组织白血病细胞植入的作用通过小鼠生存率进行评估。实验结果如图6Β所示,在没有用γ δ T 淋巴细胞接种的小鼠中,有5只小鼠在外周血出现人⑶45阳性细胞O % 11 % ),在60天后开始出现死亡。相反,所有用、ST淋巴细胞接种过的小鼠在观察期内生存期明显延长 (P < 0. 05)。


本发明公开了一种肿瘤特异性γδT淋巴细胞的扩增方法。该方法是联合使用灭活的自体白血病细胞、重组人白介素2(rhIL-2)、植物凝集素(PHA)和自体单核细胞组分CD4-CD8-PBMCs共同培养,扩增肿瘤特异性γδT淋巴细胞。所述肿瘤特异性γδT淋巴细胞可用于抗白血病免疫反应,可作为一种有效的白血病治疗方案。



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