IL-2和IL-15刺激脐血NK细胞对K562/Jurkat细胞的杀伤活性研究

本研究旨在探讨脐血(cord blood,CB)NK细胞的杀伤功能及细胞因子IL-2和IL-15对NK细胞杀伤K562/Jurkat细胞活性的影响。采用autoMACS及CD3阴选后CD56阳选两步免疫磁珠分选法从脐血单个核细胞纯化NK细胞,分选后NK细胞用流式细胞仪测定纯度,通过IL-2及IL-2和IL-15两种细胞因子组合培养3天,用LDH释放法检测培养前后脐血NK细胞对白血病细胞株K562和Jurkat的细胞毒活性(效靶比10∶1),并记录不同细胞因子培养体系条件下NK细胞的生长状况。结果表明,CB-MNC中CD3-CD56+细胞含量为(14.88±9.2)%,分选后CD3-CD56+细胞含量为(92.39±0.8)%;培养3天后,IL-2组NK细胞形成集落数为148.60±13.0,IL-2复合IL-15组NK细胞形成集落数为831.80±23.0,两者比较,有显著性差异;以K562为靶细胞时,新鲜纯化CB-NK的杀伤活性为(27.76±8.8)%,IL-2组杀伤活性为(61.9±9.1)%,IL-2复合IL-15组杀伤活性为(87.62±3.7)%,差别有统计学意义;以Jurkat为靶细胞时,新鲜纯化CB-NK细胞的杀伤活性为(29.32±2.5)%,IL-2组杀伤活性为(69.43±4.4)%,IL-2复合IL-15组杀伤活性为(92.95±3.2)%,差别有统计学意义。结论:脐血新鲜纯化NK细胞对K562、Jurkat细胞有一定的杀伤作用,但自发细胞毒活性较低,IL-2/IL-15刺激后杀伤活性显著提高,IL-15复合IL-2对促进脐血NK细胞的生长和提高其细胞毒活性明显优于单用IL-2。     

IL-2/IL-15刺激后脐血NK细胞穿孔蛋白表达及其与细胞毒活性的关系

本研究旨在探讨脐血NK细胞的穿孔蛋白表达水平以及IL-2、IL-15作用下穿孔蛋白表达与NK细胞细胞毒活性的关系。采用CD3阴选后CD56阳选两步免疫磁珠分选法纯化脐血NK细胞,流式细胞术测定NK细胞纯度,通过IL-2、IL-2+IL-15两种细胞因子培养体系培养3天,流式细胞术测定培养前后穿孔蛋白表达水平;LDH释放法检测培养前后脐血NK细胞对白血病细胞株K562的细胞毒活性(效靶比10∶1)。结果表明,纯化后CD3-CD56+细胞含量为(92.39±0.8)%。,以K562为靶细胞,新鲜纯化CB-NK的杀伤活性为(27.76±8.8)%,IL-2组杀伤活性为(61.9±9.1)%,IL-2+IL-15组杀伤活性为(87.62±3.7)%,新鲜纯化CB-NK穿孔蛋白表达率为(67.21±6.14)%,IL-2组CB-NK细胞穿孔蛋白表达率(84.55±3.8)%,IL2-+IL-15组CB-NK细胞穿孔蛋白表达率(87.22±2.2)%。穿孔蛋白表达率与NK细胞毒活性呈正相关(r=88.6,p<0.05)。IL-2组穿孔蛋白表达率与新鲜组差别有统计学意义,IL-2组与IL-2+IL-15组穿孔蛋白表达率差别无统计学意义。结论:促进穿孔蛋白表达是IL-2提高脐血NK细胞细胞毒活性的途径之一。     

IL-2、IL-7和IL-15联合对T细胞的体外扩增效应

为了建立一种快速有效的体外T细胞扩增方法,本研究比较了不同培养条件对T细胞增殖及其功能和特性的影响。取外周血T细胞,用自体的树突状细胞（DC）和EB病毒转化的B细胞进行周期性刺激,用细胞增殖试验、PI和AnnexinV双标记流式细胞术、Cr释放测定及ELISPOT试验分别测定不同培养条件下细胞的增殖程度、IFN-γ分泌细胞的频率、抗原特异性T细胞的杀伤活力、细胞的凋亡状态和分化能力。结果显示：T细胞在周期性刺激后,用CD3/28微珠的短期扩增效应最好,但多轮刺激后联合应用IL-2,IL-7和IL-15对细胞的扩增最强。Cr释放试验表明,CD3/28微珠扩增的T细胞不具有杀伤活力,高浓度IL-2诱导的T细胞杀伤活性最强,其次为联合应用IL-2,IL-7和IL-15。ELISPOT显示不同培养条件诱导出的分泌IFN-γ的T细胞频率从高到低依此为高浓度IL-2〉联合应用IL-2,IL-7和Il-15〉低浓度的IL-2〉CD3/28微珠。细胞表型分析显示高浓度IL-2和联合应用IL-2,IL-7和Il-15扩增的细胞含有较高比例的CD3＋CD8＋T细胞。对细胞的凋亡测定表明联合应用IL-2,IL-7和IL-15获得的T细胞的存活率最高,处于凋亡早期的细胞比例最低。细胞增殖试验显示联合应用IL-2,IL-7和IL-15扩增的细胞分化能力最强。结论：本研究建立了一种快速有效地体外扩增T细胞的方法,其中联合应用IL-2,IL-7和IL-15对T细胞的扩增最显著,获得的T细胞存活率最高,分化能力最强,该细胞同时也含有较高频率的IFN-γ分泌细胞且表现出较强的杀伤活力。     

脐血体外同时诱导扩增T,NK和CD34+细胞

体外研究表明,人脐血含有比骨髓细胞更原始更早期的造血干细胞群。移植后所引起的GVHD发生率及程度都比骨髓及外周血要低,但其相应的GVL效应也较低,容易复发。单份脐血所含有的造血细胞量仅可以满足一定体重以下的儿童患者需求,对需移植的大部分成人患者则要进行体外扩增。脐血体外扩增后进行干细胞移植是一种新的设想和尝试,移植物中免疫细胞的组成和功能是决定干细胞移植能否成功重建造血与免疫、以及平衡GVHD和GVL的重要因素。为了研究脐血体外同时诱导扩增T、NK和CD34 细胞的可能性,本实验无菌采集健康正常足月产新生儿脐血,并分离出单个核细胞,在不同的细胞因子组合作用下用IMDM培养液培养14天。在培养0、3、7、14天时收集细胞,用FCM分析扩增前后脐血干/祖细胞及T、NK免疫细胞含量。结果表明,与无细胞因子的对照组相比,所有细胞因子SCF,IL3,IL6,IL7,IL2组合组别均能显著扩增脐血中的单个核细胞。所有细胞因子组合组别均能显著增加脐血中的CD34 细胞比例,使其含量从新鲜脐血中的1.6%升高到最高D组的11.9%。第7天时CD34 细胞平均增加10至50倍不等。新鲜脐血中CD3 T细胞平均为(18.7±4.3)%,在无细胞因子的对照组中CD3 T细胞下降明显,而在含细胞因子的组别中CD3 T有不同程度的增加,扩增最高的组别中CD3 T细胞是新鲜脐血的2倍。在新鲜脐血中含(3.6±1.9)?56 细胞。CD56 细胞数量仅在含细胞因子IL2的组别中有显著增加,其它组则无明显变化。结论:脐血中T细胞、NK细胞在一定细胞因子组合下,可与干/祖细胞同时在体外被扩增和诱导分化。     

非血缘脐血移植与NK细胞

随着脐血移植(umbilical cord blood transplantation,UCBT)应用于恶性血液病治疗例数的增多,大宗临床资料显示UCBT术后移植物抗宿主病(graft-versus-host disease,GVHD)发生的程度轻且仍有较强的移植物抗白血病(graft versus leukemia,...     

体外扩增高纯度的人外周血来源的NK细胞的研究

本研究探讨从人外周血中分选及扩增高纯度NK细胞的优化技术。先用miniMACS及阴性免疫磁珠分选方法,从外周血单个核细胞(PBMNC)得到纯化的NK细胞,随后在干细胞培液基条件下,通过IL-2、IL-12和IL-15等细胞因子的不同组合将培养体系分为IL-2组、IL2+IL12组、IL2+IL15组、IL2+IL15+IL12组和对照组(不加任何细胞因子),分别培养15天,每3天半量换液并补充细胞因子;检测分选及扩增前后(CD3-CD56+)NK细胞含量、扩增倍数及扩增前后各组在不同效靶比下的杀伤率。结果显示经:miniMACS阴性免疫磁珠分选后(CD3-CD56+)NK细胞含量由分选前的11.19±5.25%提高到94.23±3.50%。培养15天后除对照组(CD3-CD56+)NK细胞纯度略下降外,其余4组与扩增前无显著性差异(P>0.05)。在IL-2、IL2+IL12、IL2+IL15、IL2+IL15+IL12培养体系中,NK细胞扩增倍数分别为15.43±1.08,19.87±3.87,50.46±4.31和52.35±6.72,均显著高于对照组6.14±1.0(P<0.01),但IL2+IL15与IL2+IL15+IL12组间未见显著差异(P>0.05)。各组扩增的NK细胞对K562细胞的杀伤率均较扩增前增强,在不同效靶比下IL2+IL15、IL2+IL15+IL12组对K562细胞的杀伤率显著高于其他组,但两组间无显著性差异(P>0.05)。结论:经miniMACS免疫磁珠阴性分选得少量NK细胞后,应用IL2+IL15培养条件是获得高纯度NK细胞的简单有效方法。     

IL-2和IL-15的生物学及免疫治疗应用研究进展

IL-2和IL—15对于调控体内淋巴细胞功能和稳态起重要作用。对二者及其受体细胞生物学和分子生物学的认识为癌症免疫治疗提供了应用前景。二者在体外具有类似的刺激淋巴细胞增殖作用,然而在体内的作用却明显不同。不同生理功能是由于各自不同受体亚基介导的不同信号转导通路、不同受体亚基表达模式。最近研究发现反式呈递方式介导的信号转导是IL—15功能不同于IL-2的一个重要机制。尽管它们的异三聚体受体中有两个共用亚基,这两种细胞因子在适应性免疫应答中具有明显不同的作用。IL-2独特的作用是清除自身反应性T细胞防止自身免疫性疾病发生,相反,IL-15可长久维持记忆性T细胞针对病原体的免疫应答。本文将就癌症和自身免疫性疾病治疗中涉及的IL-2和IL—15二种细胞因子生物学作一综述。     

NK细胞的免疫生物学特性

人类NK细胞是机体抗肿瘤和抗病毒感染的天然免疫细胞，有自发的细胞毒功能，近10年来人们发现NK细胞的识别也具有特异性。NK细胞表达多种受体，按受体识别的分子可分为HLAI类分子特异性受体、非HLAI类分子特异性受体和共受体三大类，功能上划分为活化性受体和抑制性受体两类，这些受体对NK细胞的功能有重要的调节作用。本文就NK细胞受体的特点和功能作一综述，并探讨开发NK细胞新型潜在细胞免疫治疗的价值。     

联合使用干细胞因子、FLT3配基与白介素2,7,15体外扩增人脐血来源CIK/NK细胞

通过干细胞因子 (SCF)、FLT3配基 (FL)联合白介素 (IL) 2 ,7,15等的不同组合体系体外扩增人脐血来源的CIK NK细胞 (CB CIK NK) ,探讨不同培养方式对CB CIK NK细胞诱导、扩增产率的影响。按诱导扩增体系的不同分 3组 :A组 (SCF IL2 IL7 IL15 ) ,B组 (SCF FL IL2 IL7 IL15 )和C组 (IL2 IL7 IL15 ,对照组 ) ,培养 2 1天 ,检测CD3 CD5 6 CIK细胞、CD3- CD5 6 NK细胞比例和扩增倍数。结果表明 :经 2 1天培养 ,A ,B及C组CIK细胞比例分别为 (19.84± 2 .93) %、(2 6 .2 0± 4 .0 5 ) %及 (2 4 .0 3± 4 .99) % ;而NK细胞的比例A、B及C组比例分别为 (4 9.6 0± 1.4 0 ) %、(5 1.16± 6 .4 5 ) %及 (30 .85± 8.12 ) %。含SCF FL的B组扩增效率最高 ,其中CIK细胞的扩增倍数由对照组 (C组 )的 (5 75 81± 2 2 1.72 )倍增加至 (796 .0 9± 2 78.4 7)倍 (最高为 1313倍 ) ;NK细胞由对照组 (C组 )的 (30 .39± 14 .4 7)倍增加至 (6 5 .85± 30 .83)倍 (最高为 12 1.0 6倍 )。结论 :通过合适的细胞因子组合可以同时扩增CB来源的CIK NK细胞 ;联合诱导、扩增CB CIK NK细胞以采用含SCF FL IL2 IL7 IL15的培养体系为佳。     

定期无偿献血者NK细胞免疫功能的研究

目的 分析定期无偿全血捐献者、血小板捐献者的NK细胞数量以及细胞毒活性,评价定期捐血对机体NK细胞免疫功能的影响.方法 采用流式细胞术对三组人群(定期无偿全血、血小板和首次捐血者,后者为对照组)外周血中NK细胞群的数量进行分析.采用效/靶细胞混合培养的方法,计算出NK细胞对靶细胞的杀伤率.结果 全血捐献者NK细胞数量及其对靶细胞的杀伤率与对照组的差异无统计学意义(P>0.05);血小板捐献者NK细胞数量较对照组明显增高(P<0.05),而NK细胞杀伤活性明显降低(P<0.05).结论 本研究结果说明,全血捐献者献血间隔期较长(>3个月),机体有足够的时间来恢复NK细胞数量及其细胞毒性,而血小板捐献者献血间隔期短,机体通过NK细胞数量的增加来调节由于其功能降低对机体造成的影响.     

Identification and molecular characterization of NKp30, a novel triggering receptor involved in natural cytotoxicity mediated by human natural killer cells

Two major receptors involved in human natural cytotoxicity, NKp46 and NKp44, have recently been identified. However, experimental evidence suggested the existence of additional such receptor(s). In this study, by the generation of monoclonal antibodies (mAbs), we identified NKp30, a novel 30-kD triggering receptor selectively expressed by all resting and activated human natural killer (NK) cells. Although mAb-mediated cross-linking of NKp30 induces strong NK cell activation, mAb-mediated masking inhibits the NK cytotoxicity against normal or tumor target cells. NKp30 cooperates with NKp46 and/or NKp44 in the induction of NK-mediated cytotoxicity against the majority of target cells, whereas it represents the major triggering receptor in the killing of certain tumors. This novel receptor is associated with CD3zeta chains that become tyrosine phosphorylated upon sodium pervanadate treatment of NK cells. Molecular cloning of NKp30 cDNA revealed a member of the immunoglobulin superfamily, characterized by a single V-type domain and a charged residue in the transmembrane portion. Moreover, we show that NKp30 is encoded by the previously identified 1C7 gene, for which the function and the cellular distribution of the putative product were not identified in previous studies.     

脐血移植后自然杀伤细胞重建的规律和特点

近年,脐血移植(UCBT)在治疗多种血液系统疾病方面展现了广阔的应用前景,其治疗白血病的远期疗效佳,同时移植后移植物抗宿主病(GVHD)的发生率及白血病复发率均较低,因而引起了研究者对UCBT后机体免疫重建的兴趣.人类自然杀伤(NK)细胞作为一种天然免疫细胞,在UCBT后免疫重建过程中扮演了重要的角色,本文就UCBT后NK细胞的重建规律和特点进行综述.     

人胎血T淋巴细胞和NK细胞的免疫学表达特性

目的探讨人胎儿血T淋巴细胞和NK细胞的免疫学表达特性及其意义。方法用流式细胞仪检测20例胎儿血T淋巴细胞以及NK细胞免疫学标志,包括CD3＋、CIM＋CD28＋、CD4＋CD25＋、CIM5RO＋、CD45RA＋、CD4-CD8-、CD4＋CD8＋、CD4＋或CD8＋细胞的比例以及CD3-CD16＋CD56＋细胞的比例。结果20例胎血中CD3＋细胞百分率平均为（45．43±20．20）％,显著低于文献报道的脐血及正常外周血CD3＋细胞百分率。CD45RO＋细胞百分率为（2．47±2．62）％,显著低于CIM5RA＋细胞的百分率（39．41±19．37）％。胎血CD4＋CD25＋细胞的百分率为（0．764±0．73）％。20例胎血NK细胞标记CD3-CD16＋CD56＋表达为（15．69±9．92）％。胎血NK细胞比例与胎血的孕周龄之间存在负相关（r=-0．446,P=0．049）。结论人胎儿血的T淋巴细胞分化不成熟,较多的保持在初始阶段,且胎血CD4＋CD25＋调节性T细胞的百分率较低,有可能对减少移植后移植物抗宿主病（GVHD）的发生有益。随孕龄的增长人胎血NK细胞比例有下降趋势。     

Anti-NKG2C/IL-15/anti-CD33 killer engager directs primary and iPSC-derived NKG2C+ NK cells to target myeloid leukemia

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人脐血间充质干细胞体外向神经元样细胞分化的实验研究

目的:探讨来源于人脐带血的间充质干细胞体外诱导分化成神经元样细胞的可行性。方法:采用密度梯度离心方法分离人脐带血单个核细胞,用MesenCult培养液体外扩增生长传代培养,于倒置显微镜下观察其生长特性。取第3代的脐血间充质干细胞,用10μg／L成纤维细胞生长因子和30μmol／L全反式维甲酸诱导培养的细胞向神经细胞分化。倒置相差显微镜观察细胞形态变化,于诱导前、诱导后5 d和10 d分别进行神经元特异性烯醇化酶和胶质纤维酸性蛋白(GFAP)免疫细胞化学染色。结果:培养3代的脐血间充质干细胞经全反式维甲酸和成纤维细胞生长因子诱导后发生形态改变,呈双极或多极的神经元样形态,诱导5 d时神经元特异性烯醇化酶表达率为(30.3±5.2)％,而诱导10 d时达到(53．9±6.5)％,二者差异有统计学意义(P<0．05),不表达胶质纤维酸性蛋白。结论:脐血间充质干细胞经成纤维细胞生长因子和全反式维甲酸体外诱导,能够分化为神经元样细胞。     

Origin and functions of human natural killer cells

Summary Recent data have substantially modified our view of natural killer cells. Although maturation of natural killer cells occurs in the absence of a functional thymus, we have shown that clonogenic precursors capable of differentiating into mature CD3−16+56+ natural killer cells exist in CD3−4−8−16− populations isolated from human thymus. Analysis of peripheral bloodderived natural killer clones showed that they can lyse normal cells (e.g., phytohemagglutinin-induced blasts) isolated from some individuals. Importantly, natural killer clones isolated from single individuals displayed different patterns of cytolytic activity against a panel of normal allogeneic cells. These data suggested the existence of a natural killer cell repertoire. A number of observations have revealed that the expression of given HLA class I alleles protects target cells from lysis by different groups of natural killer clones. Evidence has been gained by genetic analysis of the determinants responsible for susceptibility/resistance to lysis by natural killer clones together with analysis, as target cells, of HLA-defective variants or HLA transfectants. Thus, natural killer cells were found to express a clonally distributed ability to recognize HLA class I alleles. The selection of new monoclonal antibodies directed against members of a novel family of natural killer specific p58 molecules allowed the identification of the putative natural killer receptors for different MHC class I alleles. Firstly, a correlation was established between the expression of given p58 molecules (e.g., EB6 and GL183) and the class I alleles recognized. Secondly, anti-p58 monoclonal antibodies restored the natural killer-mediated lysis of class I-protected cells. A similar effect was obtained by inducing modulation of p58 surface molecules with anti-p58 monoclonal antibodies. The implications of these receptor/ligand interactions in the physiopathological behavior of natural killer cells are discussed.     

自体CIK过继免疫治疗恶性肿瘤的最佳输注时间

摘要：目的:研究恶性肿瘤患者自体细胞因子诱导的杀伤细胞(CIK)的免疫表型与细胞毒活性的变化规律,探讨肿瘤患者CIK过继免疫治疗输注的最佳时间。 方法:采集40例恶性肿瘤患者外周血单个核细胞(PBMC),由IFN-γ、rhIL-1α、rhIL-2等细胞因子和CD3单克隆抗体体外诱导培养成CIK。用流式细胞术动态监测免疫表型,MTT法分析细胞毒活性。 结果：随着诱导时间的延长,PBMC中CD3⁺、CD3⁺CD8⁺、CD3⁺CD56⁺表型细胞所占比例呈上升趋势。CD3⁺CD4⁺细胞在7 d达到峰值,随后缓慢下降。CD25⁺细胞在培养的早期(3～7 d)即达峰值,7～14 d缓慢下降,14～21 d快速下降。HLA-DR+细胞在0～14 d处于上升期,14 d达峰值后快速下降。成熟CIK细胞毒活性［(52.49±7.70)%］较未活化的PBMC［(7.02±2.00)%］显著增高(P<0.01)。 结论:14 d左右能诱导出典型的CIK,CD3⁺CD56⁺细胞处于对数生长期。确立自体CIK过继免疫治疗恶性肿瘤的最佳输注时间为第14天。     

Anticancer cellular immunotherapies derived from umbilical cord blood

Introduction: The lack of highly effective drugs in many malignancies has prompted scientific interest in the development of alternative treatment strategies. Cellular immunotherapy involving the adoptive transfer of immune cells that potently recognize and eliminate malignantly transformed cells has become a promising new tool in the anticancer armory. Studies suggest that the unique biological properties of umbilical cord blood (UCB) cells could precipitate enhanced anticancer activity; hence, UCB could be an optimal source for immunotherapy with the potential to provide products with ‘off-the-shelf’ availability.

Areas covered: In this review, the authors summarize data on the transfer of naturally occurring or genetically modified UCB cells to treat cancer. The focus within is on the phenotypic and functional differences compared to other sources, the alloreactive and anticancer properties, and manufacturing of these products. Therapies utilizing cytokine-induced killer (CIK) cells, natural killer (NK) cells and chimeric antigen receptor (CAR) T-cells, are discussed.

Expert opinion: The cellular immunotherapy field has become a growing, exciting area that has generated much enthusiasm. There is evidence that anticancer immunotherapy with UCB-derived products is feasible and safe; however, considering the limited number of clinical trials using UCB-derived products, further studies are warranted to facilitate translation into clinical practice.