崔慧霞,張文陸
(遼寧醫(yī)學(xué)院1.護(hù)理學(xué)院基護(hù)教研室;2.附屬第一醫(yī)院綜合八病區(qū),遼寧 錦州 121001)
腫瘤生物治療已成為繼手術(shù)、放療、化療后的第四大治療模式。其中,樹(shù)突狀細(xì)胞(dendritic cell,DC)是腫瘤生物治療研究的熱點(diǎn)。DC是功能最強(qiáng)的專職性抗原提呈細(xì)胞(antigen presenting cell,APC),可將抗原信息以主要組織相容性復(fù)合體(major histocompability complex,MHC)-抗原肽復(fù)合體的形式提呈給初始T淋巴細(xì)胞,從而誘導(dǎo)其成為特異性的細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(cytotoxic T lymphocytes,CTL),因此DC是機(jī)體免疫反應(yīng)的始動(dòng)者[1]。不成熟的DC抗原提呈能力較弱,成熟的DC才具有強(qiáng)大的抗原提呈能力。因此,在體外誘導(dǎo)培養(yǎng)的DC中常加入某些刺激劑以促進(jìn)其成熟。為了促進(jìn)DC對(duì)特異性抗原的提呈,在培養(yǎng)的過(guò)程中常加入抗原蛋白或編碼蛋白的腺病毒,而這2種刺激劑中的哪一種更能促進(jìn)DC的成熟,已有文獻(xiàn)說(shuō)法不一,故本研究擬比較腺病毒轉(zhuǎn)染和蛋白負(fù)載在促進(jìn)DC成熟中的作用。
新鮮外周血來(lái)源于健康志愿者;表達(dá)人乳腺珠蛋白(mammaglobin&x100ccf;A,MGBA)的重組腺病毒Ad&x100ccf;MGBA和空腺病毒Ad&x100ccf;null為本研究室構(gòu)建;人重組乳腺珠蛋白購(gòu)自臺(tái)灣Abnova公司;重組人粒單核細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte&x100ccf;macrophage colony&x100ccf;stimulating factor,GM&x100ccf;CSF)、重組人腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor&x100ccf;α,TNF&x100ccf;α)、重組人白細(xì)胞介素4(interleukin&x100ccf;4,IL&x100ccf;4)均購(gòu)自廈門(mén)特寶公司;淋巴細(xì)胞分離液購(gòu)自天津?yàn)笊锛夹g(shù)有限公司;IL&x100ccf;12p70ELISA檢測(cè)試劑盒購(gòu)自達(dá)科為生物科技有限公司;藻紅蛋白(phycoerethrin,PE)標(biāo)記的鼠抗人CD80、別藻青蛋白(allophycocyanin,APC)標(biāo)記的鼠抗人CD83、異硫氰酸熒光素(fluorescein isothiocyanate,F(xiàn)ITC)標(biāo)記的鼠抗人CD86及相應(yīng)的同型對(duì)照抗體均購(gòu)自美國(guó)BD公司。
1.2.1 DC的培養(yǎng)及實(shí)驗(yàn)分組:從健康志愿者的外周血中,用密度梯度離心法分離單個(gè)核細(xì)胞,用RPMI1640完全培養(yǎng)基于37Ⅴ、5%CO2條件下靜置培養(yǎng)2 h,非貼壁細(xì)胞棄除,貼壁細(xì)胞用含1 000 IU/mL GM&x100ccf;CSF和500 IU/mL IL&x100ccf;4的新鮮培養(yǎng)液培養(yǎng),每2~3日換液。將體外誘導(dǎo)培養(yǎng)的DC共分成4組:(1)DC組:為對(duì)照組,常規(guī)培養(yǎng);(2)MGBAp DC組:在培養(yǎng)第4天添加40 μg/mL純化的人MGBAp;(3)Ad&x100ccf;null DC組:在培養(yǎng)第5天按MOI200加入腺病毒空載體Ad&x100ccf;null;(4)Ad&x100ccf;MGBA DC組:在培養(yǎng)第5天按MOI200加入重組腺病毒Ad&x100ccf;MGBA。
1.2.2 形態(tài)觀察:上述各組DC培養(yǎng)至第7天,用倒置相差顯微鏡觀察各組DC的形態(tài)。并收集各組DC用于后續(xù)的研究。
1.2.3 各組DC表型的檢測(cè):收集培養(yǎng)至第7天的各組DC,PBS洗滌2次,調(diào)整細(xì)胞密度為1×106/mL,每個(gè)EP管中加入0.5 mL細(xì)胞懸液,分別加入PE標(biāo)記的CD80、APC標(biāo)記的CD83、FITC標(biāo)記的CD86及對(duì)應(yīng)的同型對(duì)照抗體,4避光孵育30~40 min,PBS洗滌2次,0.5 mL PBS重懸細(xì)胞后于流式細(xì)胞儀中上機(jī)分析。
1.2.4 各組DC細(xì)胞上清中IL&x100ccf;12的表達(dá):檢測(cè)各組DC上清中IL&x100ccf;12的表達(dá),具體按ELISA試劑盒操作說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。在酶標(biāo)儀上檢測(cè)各組的OD值,再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線換算出IL&x100ccf;12的濃度。
用倒置相差顯微鏡觀察培養(yǎng)7 d的DC,結(jié)果如圖1所示:與未處理組相比,用2種腺病毒轉(zhuǎn)染組DC以及蛋白添加組DC均出現(xiàn)了典型的形態(tài)變化:細(xì)胞體積增大,外形不規(guī)則,且有典型的樹(shù)突狀突起;而未作任何處理的DC雖然體積也較以前增大,但典型的突起較少。提示腺病毒轉(zhuǎn)染及蛋白負(fù)載均能促進(jìn)DC形態(tài)上的成熟。
圖1 相差顯微鏡下培養(yǎng)7 d的D C的形態(tài)特點(diǎn)×400
如圖2、3所示:與普通DC相比,病毒轉(zhuǎn)染組與蛋白負(fù)載組DC表面標(biāo)記CD80、CD83和CD86均上調(diào),說(shuō)明腺病毒轉(zhuǎn)染和蛋白負(fù)載均能能促進(jìn)DC表型的成熟;而雖然2個(gè)病毒轉(zhuǎn)染組與蛋白負(fù)載組之間在CD86的表達(dá)上無(wú)差別,但在CD80和CD83的表達(dá)上,腺病毒轉(zhuǎn)染組,尤其是Ad&x100ccf;MGBA DCs組均高于蛋白轉(zhuǎn)染組,說(shuō)明腺病毒轉(zhuǎn)染比蛋白負(fù)載更能促進(jìn)DC表型的成熟。值得注意的是,兩腺病毒轉(zhuǎn)染組,即Ad&x100ccf;null DC組和Ad&x100ccf;MGBA DC組間并無(wú)顯著差別。
如圖4所示:普通DC組IL&x100ccf;12的分泌顯著低于其他3組DC,提示病毒轉(zhuǎn)染和蛋白負(fù)載DC均能有效刺激DC分泌IL&x100ccf;12;蛋白負(fù)載與病毒轉(zhuǎn)染間雖無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,但從平均值上分析,腺病毒轉(zhuǎn)染組,尤其是Ad&x100ccf;MGBA轉(zhuǎn)染組的IL&x100ccf;12的分泌高于蛋白負(fù)載組。同DC表型結(jié)果一樣,2組腺病毒轉(zhuǎn)染組之間在IL&x100ccf;12的分泌上也無(wú)顯著差別。
圖2 腺病毒轉(zhuǎn)染對(duì)D C表型的影響
圖3 腺病毒轉(zhuǎn)染對(duì)D C表型影響的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
圖4 腺病毒轉(zhuǎn)染對(duì)D C IL&x100ccf;12分泌的影響
DC的主要功能是抗原提呈作用,可將抗原信息遞呈給T淋巴細(xì)胞并將其激活,從而啟動(dòng)機(jī)體的細(xì)胞免疫。然而DC的這種功能是隨著其成熟而逐漸增強(qiáng)的。不成熟DC體積小,沒(méi)有或有很少的突起,此時(shí)抗原攝取能力較強(qiáng),而提呈能力較弱;隨著DC的成熟,其抗原提呈能力越來(lái)越強(qiáng),在形態(tài)上也出現(xiàn)了明顯的變化,表現(xiàn)為體積增大并出現(xiàn)典型的突起,即毛刺樣外觀[1,2]。DC可以從人外周血單核細(xì)胞中進(jìn)行體外分離誘導(dǎo)培養(yǎng),在培養(yǎng)的過(guò)程中可加入抗原信息誘導(dǎo)其對(duì)特異性抗原的提呈,抗原蛋白負(fù)載DC和編碼抗原的腺病毒轉(zhuǎn)染DC是常用的2種方法[2,4],而究竟這2種方法中的哪一種更能促進(jìn)DC的成熟,目前仍有爭(zhēng)議,因此本研究對(duì)這2種方法進(jìn)行了比較。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),腺病毒轉(zhuǎn)染和蛋白負(fù)載均能促進(jìn)DC形態(tài)上的成熟,即均出現(xiàn)了典型的毛刺樣外觀,而未加任何處理的DC毛刺則較少(圖1)。
DC激活初始T淋巴細(xì)胞需要兩者表面共刺激分子的參與[5]。CD80、CD83和CD86是DC表面表達(dá)的主要共刺激分子,且其表達(dá)隨著DC的成熟而逐漸上調(diào)。其中,CD83被認(rèn)為是DC成熟的標(biāo)記分子。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),與普通DC組相比,2種病毒轉(zhuǎn)染DC組和蛋白負(fù)載組均促進(jìn)了這3種共刺激分子的表達(dá),且病毒轉(zhuǎn)染組在CD80和CD83的表達(dá)上要優(yōu)于蛋白負(fù)載組(圖2、3)。
IL&x100ccf;12不僅有利于T細(xì)胞的激活,而且能促使Th細(xì)胞向Th1方向分化,從而有利于細(xì)胞免疫[6]。因此,研究中常監(jiān)測(cè)IL&x100ccf;12的表達(dá)來(lái)判斷DC在免疫調(diào)節(jié)中的作用。本研究結(jié)果顯示,2組腺病毒轉(zhuǎn)染組和蛋白負(fù)載組IL&x100ccf;12的表達(dá)均顯著高于普通DC組,雖然統(tǒng)計(jì)上無(wú)顯著差別,但從均值上分析,2組腺病毒轉(zhuǎn)染組的IL&x100ccf;12的分泌量高于蛋白負(fù)載組。
無(wú)論是腺病毒轉(zhuǎn)染還是外來(lái)蛋白刺激,DC最終都是將蛋白裂解成小分子的多肽,再與MHC分子結(jié)合后表達(dá)在細(xì)胞表面供T細(xì)胞識(shí)別。因此,對(duì)DC而言外來(lái)的腺病毒和蛋白都是異己成分從而被其提呈并促進(jìn)其成熟。但腺病毒轉(zhuǎn)染能夠在DC細(xì)胞內(nèi)表達(dá)活性的蛋白,從而持續(xù)地刺激DC,促進(jìn)其對(duì)抗原的提呈,那么是腺病毒本身還是表達(dá)的活性蛋白促進(jìn)了DC的成熟呢?本研究發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)染腺病毒的2組DC,尤其是表達(dá)MGBA的重組腺病毒轉(zhuǎn)染組,無(wú)論是在共刺激分子表達(dá)上還是IL&x100ccf;12的分泌上均高于蛋白負(fù)載組,但2組腺病毒轉(zhuǎn)染組間并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異?;仡櫸墨I(xiàn),發(fā)現(xiàn)對(duì)于此方面的機(jī)制尚未完全闡明,有的研究認(rèn)為是腺病毒本身的殼體成份——五位體刺激DC致使其成熟;也有研究認(rèn)為腺病毒進(jìn)入DC細(xì)胞后再進(jìn)入細(xì)胞核起到了類(lèi)似于轉(zhuǎn)錄因子的作用,從而促進(jìn)一大批分子的表達(dá),其中就包括上述共刺激分子和IL&x100ccf;12;在這2種機(jī)制中均是腺病毒本身的作用促進(jìn)DC的成熟,而與其是否表達(dá)目的基因無(wú)關(guān)[7]??傊?,腺病毒轉(zhuǎn)染較蛋白負(fù)載更能促進(jìn)DC的成熟。
綜上所述,腺病毒轉(zhuǎn)染和蛋白負(fù)載均能夠促進(jìn)DC的成熟,能夠促進(jìn)DC共刺激分子的表達(dá),促進(jìn)IL&x100ccf;12的分泌,然而腺病毒轉(zhuǎn)染比蛋白負(fù)載更能促進(jìn)DC的成熟。
[1]崔慧霞,李妍,祁馨卉,等.腺病毒轉(zhuǎn)染對(duì)樹(shù)突狀細(xì)胞成熟的影響[J].中國(guó)醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2013,42(5):412-415.
[2]Peng W,Zhao G,Ma Y,et al.Dendritic cells transfected with PEG10 recombinant adenovirus elicit anti&x100ccf;tumor immune response in vitro and in vivo[J].Vaccine,2011,29(18):3501-3506.
[3]Wintermeyer P,Gehring S,Eken A,et al.Generation of cellular immune responses to HCV NS5 protein through in vivo activation of dendritic cells[J].J Viral Hepat,2010,17(10):705-713.
[4]Chen JH,Yu YS,Chen XH,et al.Enhancement of CTLs induced by DCs loaded with ubiquitinated hepatitis B virus core antigen[J].World J Gastroenterol,2012,18(12):1319-1327.
[5]姜娜,潘蕾,李媛,等.慢性丙型肝炎患者抗病毒治療前后外周血樹(shù)突狀細(xì)胞表面共刺激分子的變化及初步分析[J].臨床肝膽病雜志,2012,28(6):446-449.
[6]Aline F,Brand D,Pierre J,et al.Dendritic cells loaded with HIV&x100ccf;1 p24 proteins adsorbed on surfactant&x100ccf;free anionic PLA nanoparticles induce enhanced cellular immune responses against HIV&x100ccf;1 after vaccination[J].Vaccine,2009,27(38):5284-5291.
[7]Philpott NJ,Nociari M,Elkon KB,et al.Adenovirus&x100ccf; induced maturation of dendritic cells through a PI3 kinase&x100ccf;mediated TNF&x100ccf;a induction pathway[J].Proc Natl Acad Sci USA,2004,101(16):6200-6205.