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1975年,自然杀伤细胞(natural killer cell,NK)作为一种独特的细胞毒性淋巴细胞首次在鼠体内被发现。人NK细胞通常定义为CD3-CD56+大颗粒淋巴细胞,是机体防御体系的第一道屏障,是机体抗肿瘤、抗感染及免疫调节的重要武器。NK细胞不同于T、B淋巴细胞,可直接杀伤靶细胞,不需要抗原预先致敏,无MHC限制。NK细胞主要通过两种途径介导细胞毒作用:①胞吐穿孔素及颗粒酶,其中穿孔素是NK细胞抗肿瘤过程中关键的效应分子,②Fas—FasL和TRAIL—TRAIL—R介导的细胞凋亡。
骨髓造血干细胞移植(BMT)与外周血造血干细胞移植(PBSCT)的研究结果表明,NK细胞与T细胞是介导GVL效应的主要淋巴细胞。T细胞杀伤肿瘤细胞的同时往往伴随GVHD的发生,而NK细胞杀伤肿瘤细胞的同时并不增加GVHD的发生率,近年研究结果显示:骨髓、外周血异源反应性NK细胞介导了重要的GVL效应,能有效降低移植后恶性疾病的复发率。
近几年,由于来源广泛,采集方便,冻存和复苏技术较为成熟,脐血已成为干细胞新的重要来源。虽然脐血T细胞表型较幼稚,功能较弱,但临床研究发现脐血移植(UCBT)后白血病与恶性病的复发率并不高,甚至低于BMT,由此推测脐血NK细胞可能也介导了有效的GVL效应。不少学者提取脐血单个核细胞(MNC)进行NK细胞功能的评价,发现脐血新鲜MNC细胞的细胞毒活性低下,但在细胞因子的刺激下其细胞毒活性明显增强,甚至与外周血MNC的细胞毒活性相当,然而,由于NK细胞仅占了MNC中的小部分,且细胞因子对T细胞及单核细胞都有刺激作用,单个核细胞的研究结果并不能准确反映脐血NK细胞的特性。IL—2、IL-15是提高外周血NK细胞功能很有效的两种细胞因子,然而其对脐血、骨髓纯化NK细胞的影响及影响机制还有待进一步研究。本实验拟比较免疫磁珠纯化后脐血与骨髓NK细胞的自发性细胞毒活性,并探讨IL—2、IL-15对脐血、骨髓NK细胞杀伤功能的影响及穿孔素在其中的作用,有利于更全面、准确地评价脐血NK细胞的生物学特性,为脐血的临床应用提供更丰富的基础理论依据。
材料和方法:
1.标本来源
脐血(CB):本院健康足月妊娠产妇经产道或剖宫产分娩之胎儿脐静脉血,用含枸橼酸钠抗凝剂的一次性无菌采血袋收集,采血量70-100ml,共5份。
骨髓(BM):健康青年志愿者骨髓,用肝素抗凝无菌离心管收集,标本量35-40ml,共4份。
K562:人红白血病细胞株,由中山二院脐血库保存的细胞株复苏培养。
Jurkat:人急性T淋巴细胞性白血病细胞株,购自中山大学肿瘤防治中心实验室。
2.实验方法
2.1单个核细胞(MNC)的分离
采用Ficoll—Hapaque分离法,流式检测MNC中CD3-CD56+细胞含量。
2.2 CD3-CD56+细胞的分选
采用免疫磁珠法分选,分选后流式检测CD3-CD56+细胞纯度及穿孔素表达率。
2.3新鲜纯化NK细胞的细胞毒活性检测
用LDH释放法检测CB/BM新鲜纯化NK细胞的细胞毒活性。
2.4细胞培养
2.4.1 NK细胞的培养及集落计数
CD3-CD56+细胞按每孔1.5×106个细胞接种于24孔板,采用含10%FCS的1640培养基培养,每孔终体积2ml,按照细胞因子组合的不同分为A组IL—2(40ng/ml),B组IL—2(40ng/ml)+IL-15(20ng/ml),置37℃,5%CO2饱和湿度培养箱中培养,2天半量换液,全量补充细胞因子,培养至满3天。
培养满3天,观察CB/BM纯化NK细胞集落形成情况,选取约50个细胞组成的集落为基数,进行集落计数。
2.4.2细胞株的培养
K562、Jurkat细胞悬浮于含10%FCS的1640培养基中,按适当浓度接种于底面积为25c㎡的培养瓶中,置37℃,5%CO2饱和湿度培养箱中培养,传代后12~36小时用于实验。
2.5培养后A/B组NK细胞的细胞毒活性检测
按照Promega公司CytoTox96 Non—Radioactive Cytotoxicity Assay试剂盒的说明书,先进行靶细胞数的优化。
2.6 A、B组NK细胞培养后流式检测穿孔素表达率。
2.7统计学处理
采用SPSS16.0软件包处理,数据描述采用均数±标准差,组内比较用配对资料t test,穿孔素表达率与细胞毒活性相关性分析采用Pearson相关,其余数据采用两独立资料t test,显著性差异为P<0.05。
结论:
1、脐血/骨髓NK细胞对K562、Jurkat细胞均有杀伤作用。新鲜纯化与IL—2组脐血NK细胞的杀伤活性低于骨髓NK细胞。
2、脐血/骨髓NK的穿孔素表达率相当。
3、同剂量IL—2刺激对脐血NK细胞毒活性的提高程度比骨髓NK细胞明显。
4、促进穿孔素的表达是IL—2提高NK细胞细胞毒活性的一个重要途径。
5、IL—2可提高脐血/骨髓NK细胞的细胞毒活性。IL-15+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。