CN113736733A - 一种用于体外活化免疫细胞的培养基 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种用于体外活化免疫细胞的培养基,该培养基含有Muparfostat,能有效抑制自然杀伤细胞及T细胞于细胞表面表达LAG‑3,藉由阻断细胞抑制性讯号的传递,增强自然杀伤细胞及T细胞的活性。
Description
技术领域
本发明是关于一种用于体外活化免疫细胞的培养基。
背景技术
免疫细胞治疗是将病人本身的免疫细胞在体外增殖和活化后,再回输至体内的一种治疗方式。目前免疫细胞治疗已逐渐被应用于癌症治疗上,成功的关键在于了解各类免疫细胞的特性和功能,并根据癌症患者的状况及基因特性来选择最合适的免疫细胞类型,例如自然杀伤细胞(NK细胞)、T细胞等。
免疫细胞存在于外周血液。自血液分离出的外周血单个核细胞(peripheralblood mononuclear cell,PBMC)中,存在数种类型的细胞,包含血球细胞、淋巴球细胞及血小板。其中,淋巴球细胞即包含NK细胞、T细胞、NKT细胞、B细胞等免疫细胞。
由于NK细胞及T细胞的活性受到活化或抑制性受体的调控。其中,表达于NK细胞及T细胞表面的LAG-3,属于抑制性的受体,亦称为免疫检查点。当LAG-3与其配体结合时,将对NK细胞或T细胞传导抑制性的讯息,进而抑制NK细胞或T细胞的活性。因此以NK细胞及T细胞进行细胞疗法的挑战在于是否能够使该细胞持续被活化,不被抑制性受体的讯息所抑制。近几年发现,使用抗LAG-3抗体能够阻断LAG-3所传导的抑制性讯息,促进NK细胞或T细胞活化。然而,抗LAG-3抗体用于培养细胞仅提供暂时性的阻断效果,不但成本高且LAG-3抗体尚于试验阶段,注射至人体内仍存在一定疑虑,因此仍极需要开发出一种方便、有效、安全的体外活化免疫细胞的培养基。
Muparfostat,又称为PI-88,是天然酵母菌发酵产物经磺化所得的磺酸化单磷酸甘露寡聚糖,已知为乙酰肝素酶抑制剂(heparinase inhibitor),具有抑制血管新生及抑制癌细胞转移的效果。Muparfostat 应用于体外免疫细胞培养方法与效用,目前未有相关研究。
发明内容
本发明于一方面,提供一种用于体外活化免疫细胞的培养基,其包含Muparfostat。在一较佳实施例中,前述培养基中Muparfostat的浓度为300μg/ml。
在一具体实施例中,前述培养基另包含细胞激素。在一较佳实施例中,该细胞激素是白介素2。在另一较佳实施例中,该白介素2于该培养基的浓度介于500至1000IU/ml。
在一具体实施例中,前述培养基另包含基础培养基。在一较佳实施例中,前述基础培养基选自由CellGro SCGM、KBM 501、AIM-V、X-VIV015、DMEM及RPM1-1640培养基所组成的群。
在一具体实施例中,前述免疫细胞包含自然杀伤细胞及T细胞。
在一具体实施例中,经前述培养基培养后的免疫细胞其LAG-3蛋白质的表达量下降。在另一具体实施例中,经前述培养基培养后的免疫细胞其表达LAG-3蛋白质的比例下降。
前面的概述,以及本发明以下的详细描述,在结合图式一起阅读时将可以被更好地理解。为了说明本发明,所附图式示出一些,但不是所有的,可替代的具体实施例。然而,应该理解的是,本发明并不限于所示的精确安排和手段。这些图式,其被并入并构成说明书的一部分,有助于解释本发明的原理。
附图说明
图1是本发明的免疫细胞体外活化方法流程图。
图2是依本发明培养PBMC后,针对表达LAG-3的自然杀伤细胞进行数量分析。
图3是依本发明培养PBMC后,针对细胞中LAG3蛋白质的表达量进行分析。
图4是依本发明培养PBMC并将其与一癌细胞株共同培养后,针对表达LAG-3的T细胞进行数量分析。其中,图4A为PBMC与A549癌细胞株共同培养的分析结果;而图4B为PBMC与HepG2癌细胞株共同培养的分析结果。
图5是依本发明培养PBMC并将其与一癌细胞株共同培养后,针对表达LAG-3的自然杀伤细胞(NK细胞)进行数量分析。其中,图5A为PBMC与A549癌细胞株共同培养的分析结果;而图5B为PBMC与HepG2癌细胞株共同培养的分析结果。
具体实施方式
有鉴于上述待解决的问题,本发明提出一种体外活化免疫细胞的培养基,该培养基含有Muparfostat,能有效抑制自然杀伤细胞及T细胞于细胞表面表达LAG-3,藉由阻断细胞抑制性讯号的传递,增强自然杀伤细胞及T细胞的活性。
定义
除非另有定义,所有在此使用的技术及科学术语,具有与本发明本领域普通技术人员一般所理解的意义相同的意义。当有所冲突时,以本文件及其所定义者为准。
于此处所使用者,「约」、「大约」、或「大概」一般应指一特定数值或范围的20%以内,较佳10%以内,及更佳5%以内。在此所使用的数值为近似值,代表若未明示地陈述,「约」、「大约」、或「大概」等词可以被推断适用。
于本发明中,「自然杀伤细胞」(natural killer cell)或「NK细胞」是指细胞表面抗原呈现CD3-CD56+的细胞。
于本发明中,「T细胞」(T cell)是指细胞表面抗原呈现CD3+的细胞。
于本发明中,「免疫细胞」是指外周血单个核细胞中的淋巴球细胞。
于本发明中,免疫细胞被「活化」是以下列方式判断:当NK细胞或T细胞不表达LAG-3时,该NK细胞或该T细胞具有较佳的活性。
材料与方法
本发明所述外周血检体,是依据伦理委员会通过的计划,自受试者手臂采集全血,置于无菌采血管,于室温存放待后续处理。
本发明所使用的基础培养基可选用自:CellGro SCGM(CellGenix公司)、KBM 501(Kohjin Bio公司)、AIM-V(Thermo Fisher公司)、X-VIV015(Lonza公司)、DMEM或RPM1-1640等市售的基础培养基。
本发明所述培养基中,有时含有适当的蛋白质、细胞激素、抗体、血清、化合物等成分。所述细胞激素有时为白介素-2(IL-2)、白介素-3(IL-3)、白介素-7(IL-7)、白介素-12(IL-12)、白介素-15(IL-15)、白介素-18(IL-18)或白介素-21(IL-21)。
制备muparfostat(PI-88)及包含其中的硫化磷酸甘露聚糖成份的方法已被美国专利公开号20140135282以及P.N.Handley等人所揭示(2017年)。P.N.Handley等人发表于糖类研究446-447第68至75页的「对酵母菌Pichia(Hansenula)holstii NRRL Y2448磷酸甘露聚糖的寡糖磷酸盐级分的新结构洞悉」一文中,揭示了PI-88的硫化磷酸甘露聚糖成份的以下化学结构通式:
自血液检体分离外周血单个核细胞的方法
抽取7.5-8ml的血液于采血管中,该采血管含有抗凝血剂-肝素,以及Ficoll-Hypaque试剂,外加一聚脂凝胶隔层以分离前述二液体。于室温下以1800g将采血管离心20分钟。离心完成后,收集血浆分层用于后续的细胞培养,并留下5至10mm的血浆层于接口上,操作时不扰动细胞层。接着以移液器收集接口的外周血单个核细胞层至15ml圆锥形管中,以10ml磷酸盐缓冲生理食盐水(Phosphate buffer saline;简称PBS)清洗PBMC并翻转圆锥形管5次,再以400g进行离心5分钟。重复前述清洗步骤两次之后,以5ml的PBS将细胞再悬浮。计算细胞数,通常1ml全血能够分离出1.3x106的PBMC。
体外活化免疫细胞的方法
将PBMC以每孔1x106细胞的密度置于六孔细胞培养盘,并加入培养基,在37℃及5%CO2的环境下培养。所述培养基是以AIM-V培养基(Thermo Fisher Scientific公司)为基础培养基,并添加浓度范围介于500~1000IU/ml的白介素-2(Novartis公司),以及添加浓度为300μg/ml的Muparfostat。此后,每隔二至三天观察细胞的生长状况,依细胞生长状况更换新鲜的NK细胞培养基至第18天为止。培养期间,每隔二至三天添加浓度范围介于500~1000IU/ml的白介素-2(Novartis公司);每日添加浓度为300μg/ml的Muparfostat。最后,将培养盘中的细胞与培养基混合液移至离心管,以离心方式收集所述混合液中的细胞,再以PBS清洗,重复此步骤三次后,以PBS将细胞均匀的打散,如此即获得活化后的免疫细胞。
以流式细胞仪分析细胞表面抗原
以2x105细胞/200μl将活化后的细胞置于96孔盘,并加入3μl荧光标记的抗体于4℃反应30分钟,接着以PBS清洗3次后,加入400μl的PBS悬浮细胞,再以流式细胞仪分析细胞表面的荧光标记。上述荧光标记的抗体包含anti-CD3抗体(clone UCTH1)、anti-CD56抗体(clone HCD56)以及anti-LAG-3抗体(clone 11C3C65)。
PBMC与癌细胞株共同培养的测试
将1x106的A549癌细胞株及3x106的HepG2癌细胞株置于T25细胞培养瓶中,添加适量培养基后培养一天。隔日,将癌细胞株以PBS清洗后,与新鲜制备的3x106的外周血单个核细胞共同培养,在37℃及5%CO2的环境下培养至第四天。每日于实验组的培养基添加浓度为300μg/ml的Muparfostat;对照组则于培养期间不添加Murpafostat。第四天,将细胞与培养基混合液移至离心管,以离心方式收集所述混合液中的细胞,再以PBS清洗以2x105细胞/200μl将活化后的细胞置于96孔盘,并加入3μl荧光标记的抗体于4℃反应30分钟,接着以PBS清洗3次后,加入400μl的PBS悬浮细胞,再以流式细胞仪分析细胞表面的荧光标记。上述荧光标记的抗体包含anti-CD3抗体(clone UCTH1)、anti-CD56抗体(cloneHCD56)以及anti-LAG-3抗体(clone 11C3C65)。
以Western印迹法分析LAG-3蛋白质表达
将外周血单个核细胞以前面“体外活化免疫细胞的方法”中所述的方法培养至第18天后,以RIPA溶液(Tris-HCl 50mM pH 7.5,NaCl150mM,NP-40 1%,SDS 0.1%)裂解培养后的PBMC以及CMV3-His-LAG-3转殖的293ft细胞(阳性对照组)。以12%的SDS-PAGE分离来自PBMC及293ft细胞的蛋白质,并将蛋白质转印至PVDF膜(BIO-RAD公司)。所述PVDF膜预先以含有4%小牛血清(BSA)的PBS于室温下进行封闭一小时。接着,将PVDF模与一级抗体结合,该抗体包含anti-LAG-3(17B4)抗体(以1:1000的比例添加;Novus Biologicals公司)以及anti-GAPDH(GT239)抗体(GeneTex公司)。将PVDF膜以PBST清洗三次,每次十分钟,再加入二级抗体Peroxidase-AffiniPure Goat Anti-Mouse IgG+IgM(H+L)抗体(以1:10000的比例添加;Jackson ImmunoResearch Inc公司),于室温下反应一小时。接着,将PVDF膜以PBST清洗三次后,以Trident femto WesternHRP Substrate(GeneTex公司)侦测讯号。最后以ImageJ影像分析程序判读相对的蛋白质量。
实施例
实施例1、培养基添加Muparfostat的培养结果
图2是依本发明培养PBMC后,针对表达LAG-3的自然杀伤细胞进行数量分析。由图2可发现,当培养基未添加Muparfostat,在第18天,表达LAG-3的自然杀伤细胞(即表面抗原为LAG-3+CD3-CD56+的细胞)占PBMC中NK细胞总数的83%;相较于此,当每日于培养基添加浓度为300μg/ml的Muparfostat,在第18天,LAG-3+CD3-CD56+细胞数量下降,只占NK细胞总数的64%。此结果显示,于培养基添加Muparfostat有效增加不表达LAG-3的NK细胞数,该类NK细胞具有较佳的活性。
为进一步探究Muparfostat对于活化免疫细胞的作用机制,针对细胞中LAG3蛋白质的表达量进行分析。图3是依本发明培养PBMC后,针对细胞中LAG3蛋白质的表达量进行分析。结果显示,相较于未添加Muparfostat的对照组,添加Muparfostat培养后的PBMC,其LAG-3蛋白质的表达量为对照组的58%。由图3可发现,Muparfostat有助于抑制LAG-3蛋白质于免疫细胞的表达量,进而阻断LAG-3所传递的抑制性讯息,达到活化免疫细胞的效果。
实施例2、与癌细胞株共同培养的测试结果
为模拟免疫细胞与癌细胞互动的情境,本实施例是将PBMC与癌细胞株共同培养。所述癌细胞株包含A549癌细胞株(非小细胞肺癌细胞株)以及HepG2细胞株(肝癌细胞株)。图4是依本发明培养PBMC并将其与癌细胞株共同培养后,针对表达LAG-3的T细胞进行数量分析。其中,图4A为PBMC与A549癌细胞株共同培养的分析结果,该结果显示,在未添加Muparfostat的对照组中,表达LAG-3的T细胞占PBMC总数的5.3%,而在添加Muparfostat的实验组中,表达LAG-3的T细胞数量减少,仅占PBMC总数的3.2%。图4B为PBMC与HepG2癌细胞株共同培养的分析结果,该结果显示,在未添加Muparfostat的对照组中,表达LAG-3的T细胞占PBMC总数的5.2%,而在添加Muparfostat的实验组中,表达LAG-3的T细胞数量明显减少,仅占PBMC总数的1%。
图5是依本发明培养PBMC并将其与一癌细胞株共同培养后,针对表达LAG-3的自然杀伤细胞(NK细胞)进行数量分析。其中,图5A为PBMC与A549癌细胞株共同培养的分析结果,该结果显示,在未添加Muparfostat的对照组中,表达LAG-3的NK细胞占PBMC总数的5%,而在添加Muparfostat的实验组中,表达LAG-3的NK细胞数量减少,仅占PBMC总数的3.2%。图5B为PBMC与HepG2癌细胞株共同培养的分析结果,该结果显示,在未添加Muparfostat的对照组中,表达LAG-3的NK细胞占PBMC总数的7.7%,而在添加Muparfostat的实验组中,表达LAG-3的NK细胞数量明显减少,仅占PBMC总数的1.5%。综上,于培养基添加Muparfostat有效增加不表达LAG-3的NK细胞数量及T细胞数量,该类NK细胞及T细胞具有较佳的活性,因此可达到活化免疫细胞的效果。
Claims (10)
1.一种用于体外活化免疫细胞的培养基,其包含Muparfostat。
2.如权利要求1所述的培养基,其特征在于,其中该Muparfostat的浓度为300μg/ml。
3.如权利要求1所述的培养基,其特征在于,其另包含细胞激素。
4.如权利要求3所述的培养基,其特征在于,其中该细胞激素是白介素2。
5.如权利要求4所述的培养基,其特征在于,其中该白介素2于该培养基的浓度是介于500至1000IU/ml。
6.如权利要求1所述的培养基,其特征在于,其另包含基础培养基。
7.如权利要求6所述的培养基,其特征在于,其中该基础培养基是选自由CellGroSCGM、KBM 501、AIM-V、X-VIV015、DMEM及RPM1-1640培养基所组成的群。
8.如权利要求1所述的培养基,其特征在于,其中该免疫细胞包含自然杀伤细胞及T细胞。
9.如权利要求1所述的培养基,其特征在于,经该培养基培养后的免疫细胞其LAG-3蛋白质的表达量下降。
10.如权利要求1所述的培养基,其特征在于,经该培养基培养后的免疫细胞其表达LAG-3蛋白质的比例下降。
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