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IL-23诱导人外周血单个核细胞增殖及其体外杀伤MUTZ-1细胞的实验研究

2016-10-18王瑞仓刘艳芬杨洁周洁李杰郝洪岭

河北医药 2016年20期
关键词:靶细胞阴性诱导

王瑞仓 刘艳芬 杨洁 周洁 李杰 郝洪岭



·论著·

IL-23诱导人外周血单个核细胞增殖及其体外杀伤MUTZ-1细胞的实验研究

王瑞仓刘艳芬杨洁周洁李杰郝洪岭

IL-23;MUTZ-1细胞;杀瘤活性

骨髓增生异常综合征(MDS)是一种起源于造血干细胞的克隆性疾病,以病态或无效造血、一系或多系血细胞质/量异常、易进展为急性髓系白血病为特征,患者生存期短[1,2]。目前临床治疗MDS主要采用化疗、靶向治疗、诱导分化治疗等,但疗效均不甚满意,原因主要在于这些方法不能杀灭所有肿瘤细胞,患者极易复发[3]。近年来,随着现代生物技术的发展和对机体免疫功能认识的不断深入,免疫疗法已经成为治疗血液肿瘤的重要手段。研究显示,IL-12是调节细胞免疫应答的关键因子,能够激活T细胞、NK细胞,并促进IFN-γ分泌,且无严重毒副反应,其中IL-23是IL-12家族的重要成员,主要发挥抗肿瘤及抗肿瘤转移作用[4]。然而,有关IL-23应用于MDS治疗的报道尚少。本研究旨在探讨IL-23诱导正常人外周血单个核细胞(PBMNC)对MDS细胞系MUTZ-1的杀瘤效应及作用机制,以期为MDS的免疫治疗提供理论依据和实验基础。

1 材料与方法

1.1药物与试剂MUTZ-1细胞购自北京协和细胞库;重组人IL-23购自美国R&D公司;人淋巴细胞分离液购自武汉博士德生物工程有限公司;RPMI1640培养基、胎牛血清(FBS)购自美国Gibco公司;IFN-γ、TNF-α、TGF-β、颗粒酶A、颗粒酶B、穿孔素一抗购自美国Invitrogen公司;PrimeScriptTM RT Master Mix(Perfect Real Time)反转录试剂盒购自日本Takara公司;Trizol、实时荧光定量试剂盒购自美国Promega公司;细胞裂解液、BCA蛋白浓度测定试剂盒、高灵敏度化学发光检测试剂盒购自北京康为世纪生物科技有限公司。

1.2仪器倒置显微镜购自日本Nicon公司;Chemi DocTM XRS+化学发光凝胶成像系统购自美国Biorad公司;7300型Real time-PCR扩增仪购自美国ABI公司。

1.3实验方法

1.3.1MUTZ-1的培养:MUTZ-1加入含10%FBS的RPMI 1640培养基,于37℃、5%CO2、饱和湿度条件下常规培养MUTZ-1细胞,每2~3天传代一次。

1.3.2PBMNC的分离、培养及分组:采集健康人清晨空腹静脉血5 ml,肝素抗凝,PBS 1∶1稀释,采用Ficoll密度梯度离心法分离得到PBMNC,加入含10% FBS的RPMI 1640培养基,于37℃、5% CO2、饱和湿度条件下常规培养。细胞分4组:阴性对照组(PBMNC培养基中未加IL-23),3个浓度IL-23组(PBMNC培养基中分别加入2、10、50 ng/ml IL-23),体外诱导72 h,并与MUTZ-1共培养。

1.3.4PBMNC杀瘤活性的测定:采用LDH释放法测定。取MUTZ-1细胞为靶细胞,加入含3%牛白蛋白无酚红的RPMI-1640 培养基,调整细胞密度为5×104/ml,PBMNC为效应细胞,按照20∶1效靶比将PBMNC和MUTZ-1细胞混合,同时设效应细胞、靶细胞自然释放组(50 μl效应细胞/靶细胞中加入50 μl RPMI 1640培养基)、靶细胞最大释放组(50 μl靶细胞中加入50 μl 1%NP-40)。于酶标仪490 nm波长处测D值,按照以下公式计算PBMNC杀瘤活性:杀伤率(%)=[试验组D值-靶细胞自然释放组D值]/[靶细胞最大释放孔D值-靶细胞自然释放孔D值]×100%。

1.3.5Real time-PCR:Trizol提取细胞总RNA,按照试剂盒说明书加样进行逆转录反应,ABI 7300型荧光定量PCR仪扩增。引物序列由上海生工生物工程技术服务有限公司合成。用仪器自带的分析软件得到各样本、各基因扩增的Ct值,以GAPDH为内参照基因,目的基因表达相对值RQ=2-ΔΔCt。见表1。

表1 Real time-PCR引物序列及扩增产物长度

1.3.6Western-blot:提取细胞总蛋白,半干法电泳转移至PVDF膜,10%脱脂奶粉封闭2 h。依次加入特异性一抗和辣根过氧化物酶标记的羊抗鼠IgG,化学发光法显色、定影。用UVP软件扫描测定蛋白条带IOD值,GAPDH作为内参照,以目的蛋白与GAPDH吸光度值的比值表示目的蛋白相对表达水平。

2 结果

2.1PBMNC细胞形态学观察及增殖情况IL-23组于培养第3天开始增殖,随着培养时间延长,细胞体积进一步变大,呈圆形。之后进入对数生长期,第7天细胞数量达峰值,其中50 ng/ml IL-23组PBMNC细胞数量较10 ng/ml IL-23组增多,后者较2 ng/ml IL-23组增多,3组增殖速度均大于阴性对照组(P<0.05)。见表2。

表2 4组不同时间增殖倍数比较 ±s

注:与阴性对照组比较,*P<0.05;与2 ng/ml IL-23组比较,#P<0.05;与10 ng/ml IL-23组比较,△P<0.05

表34组PBMNC细胞表型比较

组别CD+3CD+4CD+8CD+56阴性对照组 1d69.12±7.2238.65±2.1522.65±3.411.24±0.15 7d10.46±1.348.89±1.2019.11±2.722.98±0.412ng/mlIL-23组 1d67.79±6.1236.86±2.0821.68±3.251.08±0.12 7d23.21±2.26*19.21±1.26*13.70±2.02*15.76±1.62*10ng/mlIL-23组 1d70.51±7.0240.42±3.1220.87±1.251.23±0.12 7d50.75±7.83*#30.75±1.83*#9.56±2.62*#26.47±2.02*#50ng/mlIL-23组 1d68.88±6.5638.90±2.4521.47±3.231.21±0.12 7d77.02±7.77*#△52.02±1.77*#△4.36±0.39*#△38.56±2.12*#△

注:与阴性对照组比较,*P<0.05;与2 ng/ml IL-23组比较,#P<0.05;与10 ng/ml IL-23组比较,△P<0.05

2.34组PBMNC对MUTZ-1细胞杀瘤活性比较随着培养时间延长,4组PBMNC对MUTZ-1细胞杀瘤活性明显增强,其中50 ng/ml IL-23组PBMNC对MUTZ-1细胞杀伤活性较10 ng/ml IL-23组增强,后者较2 ng/ml IL-23组增强,3组PBMNC对MUTZ-1细胞杀伤活性均大于阴性对照组(P<0.05)。见表4。

表44组PBMNC对MUTZ-1细胞杀瘤活性比较

组别杀瘤活性(%)1357阴性对照组7.12±0.687.00±0.456.91±0.436.80±0.382ng/mlIL-23组7.25±0.7014.11±1.68*17.75±2.16*20.53±2.27*10ng/mlIL-23组7.27±0.6619.87±2.17*#26.88±2.92*#31.58±3.12*#50ng/mlIL-23组7.24±0.8024.69±2.56*△31.60±3.24*△40.05±3.70*△

注:与阴性对照组比较,*P<0.05;与2 ng/ml IL-23组比较,#P<0.05;与10 ng/ml IL-23组比较,△P<0.05

2.44组PBMNC细胞上清液中IFN-γ、TNF-α、TGF-β、颗粒酶A、颗粒酶B、穿孔素mRNA和蛋白表达比较4组PBMNC细胞上清液中IFN-γ、TNF-α、TGF-β、颗粒酶A、颗粒酶B、穿孔素mRNA和蛋白表达明显增加,其中50 ng/ml IL-23组IFN-γ、TNF-α、TGF-β、颗粒酶A、颗粒酶B、穿孔素mRNA和蛋白表达较10 ng/ml IL-23组增多,后者较2 ng/ml IL-23组增多,3组IFN-γ、TNF-α、TGF-β、颗粒酶A、颗粒酶B、穿孔素mRNA和蛋白表达均大于阴性对照组(P<0.05)。见表5、6。

表54组PBMNC细胞上清液中IFN-γ、TNF-α、TGF-β、颗粒酶A、颗粒酶B、穿孔素mRNA表达比较

组别IFN-γmRNATNF-αmRNATGF-βmRNA颗粒酶AmRNA颗粒酶BmRNA穿孔素mRNA阴性对照组0.78±0.110.53±0.060.60±0.510.43±0.040.39±0.030.40±0.052ng/mlIL-23组1.39±0.20*1.20±0.13*1.32±0.14*0.98±0.10*0.78±0.11*0.85±0.12*10ng/mlIL-23组2.23±0.41*#1.97±0.35*#2.15±0.36*#1.96±0.23*#1.88±0.17*#1.70±0.19*#50ng/mlIL-23组3.19±0.45*#△2.91±0.42*#△3.10±0.42*#△2.90±0.37*#△2.76±0.35*#△2.98±0.26*#△

注:与阴性对照组比较,*P<0.05;与2 ng/ml IL-23组比较,#P<0.05;与10 ng/ml IL-23组比较,△P<0.05

3 讨论

表64组PBMNC细胞上清液中IFN-γ、TNF-α、TGF-β、颗粒酶A、颗粒酶B、穿孔素蛋白表达比较

组别IFN-γ蛋白TNF-α蛋白TGF-β蛋白颗粒酶A蛋白颗粒酶B蛋白穿孔素蛋白阴性对照组0.62±0.080.42±0.050.43±0.360.36±0.030.21±0.020.30±0.032ng/mlIL-23组1.26±0.16*1.02±0.07*1.01±0.03*0.67±0.07*0.60±0.07*0.70±0.08*10ng/mlIL-23组1.88±0.36*#1.77±0.25*#1.77±0.32*#1.75±0.21*#1.67±0.11*#1.49±0.12*#50ng/mlIL-23组2.97±0.39*#△2.69±0.35*#△2.86±0.35*#△2.71±0.26*#△2.53±0.24*#△2.81±0.23*#△

注:与阴性对照组比较,*P<0.05;与2 ng/ml IL-23组比较,#P<0.05;与10 ng/ml IL-23组比较,△P<0.05

T淋巴细胞和NK细胞活化后可释放IFN-γ、TNF-α等细胞因子,不仅能够增强NK细胞活性、调节机体免疫功能,还能够诱导肿瘤细胞凋亡从而发挥抗肿瘤作用。此外,T淋巴细胞和NK细胞在介导细胞毒过程中通过胞吐作用释放颗粒内容物直接损伤靶细胞,穿孔素和颗粒酶是其中发挥主要作用的蛋白质[15,16]。穿孔素能够在靶细胞膜上聚合形成孔道,以穿孔方式造成靶细胞的裂解和损伤。颗粒酶是存在于细胞浆中的丝氨酸蛋白酶,能够通过激活capase级联反应、分泌IFN-γ、TNF-α等炎症因子调控机体免疫功能,进而裂解细胞DNA。本研究通过检测PBMNC杀瘤活性并对PBMNC细胞培养上清液中IFN-γ、TNF-α、TGF-β、颗粒酶A、颗粒酶B、穿孔素mRNA和蛋白表达进行定量检测,结果显示,IL-23组IFN-γ、TNF-α、TGF-β、颗粒酶A、颗粒酶B、穿孔素mRNA和蛋白表达较阴性对照组明显增加,说明IL-23与PBMNC细胞共培养能够明显促进PBMNC细胞活化,同时细胞杀伤力明显增强。

总之,IL-23体外诱导PBMNC能够明显增强PBMNC对MUTZ-1细胞的杀伤活性,其机制主要通过促使T淋巴细胞、NK细胞增殖和活化、释放IFN-γ、TNF-α、TGF-β、颗粒酶A、颗粒酶B、穿孔素来实现。本研究不仅加深了我们对IL-23诱导PBMNC细胞扩增后细胞功能状态的认识,另外对骨髓增生异常综合征的临床治疗具有一定参考价值。利用IL-23进行肿瘤生物治疗有助于增强骨髓增生异常综合征患者免疫功能,从而抑制肿瘤细胞免疫逃逸。

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Experimental study on the effects of IL-23 in inducing proliferation of human peripheral blood mononuclear cell and in killing MUTZ-1 cells in vitro

WANGRuicang*,LIUYanfen,YANGJie*,etal.

*DepartmentofHematology,HebeiProvincialPeople’sHospital,Shijiazhuang050051,China

IL-23;MUTZ-1 cells; killing tumor activity

10.3969/j.issn.1002-7386.2016.20.003

050051石家庄市,河北省人民医院血液科(王瑞仓、杨洁、周洁、李杰、郝洪岭);河北省唐山市人民医院血液科(刘艳芬)

郝洪岭,050051石家庄市,河北省人民医院血液科;

E-mail:h0707@163com

R 551.31

A

1002-7386(2016)20-3055-05

2016-04-11)

项目来源:河北省医学科学研究重点课题计划(编号:ZD20140444)

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