CN117210404A - 一种高纯度的外周血自体nk细胞培养基以及体外培养方法 - Google Patents
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Abstract
一种高纯度的外周血自体NK细胞培养基以及体外培养方法摘要:本发明公开了一种高纯度的外周血自体NK细胞培养基以及体外培养方法。通过淋巴细胞分离液从外周血中分离单个核细胞,将分离的单个核细胞加入到含环孢霉素A、CD336抗体、CD337抗体、IL‑2、IL15、IL21、灭活自体血浆的无血清免疫细胞培养基中培养3天;之后用含IL‑2、IL15、灭活自体血浆的无血清免疫细胞培养基继续培养至第11天,第13天用含富马酸单甲酯、IL‑2、IL15、IL21、灭活自体血浆的无血清免疫细胞培养基培养,第14~16天即可收获细胞,所收获的NK细胞纯度、杀伤活性高于现有方法。本发明用环孢霉素A抑制T细胞、B细胞增殖,用CD336抗体、CD337抗体活化、刺激NK细胞增殖,用富马酸单甲酯增强NK细胞杀伤活性,并协同IL‑2、IL15、IL21促进NK细胞增殖,能够克服现有外周血自体NK细胞培养的不足之处,可以提高外周血自体NK细胞纯度,增强NK细胞杀伤活性。
Description
技术领域
本发明属于NK细胞培养技术领域,涉及一种高纯度的外周血自体NK细胞培养基以及体外培养方法。
背景技术
自然杀伤细胞(NK),是一种CD3-CD56+淋巴细胞,是非特异性免疫系统的重要组成部分,以MHC(major histocompatibility complex,主要组织相容性复合体)限制方式对恶性肿瘤和被病毒感染的细胞具有细胞毒作用,所以不识别靶细胞特异性的肿瘤抗原,但功能上类似于T淋巴细胞。精确调节NK细胞活化和抑制信号之间的平衡能介导细胞的溶解反应。NK细胞上的抑制信号是通过杀伤细胞免疫球蛋白样受体(KIRs)主要通过与靶细胞上表达的MHC I类分子的相互作用。与此相反,NK细胞表面各种活化受体能介导激活信号,例如NKG2D,NKp30下(CD337),NKp44(CD336),和NKP46。所以,增强NK细胞活化受体表达或者减少肿瘤细胞MHC的表达能促进NK细胞介导的对肿瘤的杀伤作用。
现在有许多细胞免疫疗法是从外周血单个核细胞(PBMC)中提取NK细胞,并将其在体外大量扩增后用于患者回输,但是不使用饲养细胞难以在体外扩增临床所需的大量NK细胞,这是因为把饲养细胞作为人工抗原呈递细胞,如辐照的外周血单核细胞(PBMC),基因修饰的K562细胞和存在Epstein-Barr病毒转化的类淋巴母细胞系(EBV-LCL),能够增强NK细胞的增殖能力。特别是,以K562为基础的人工抗原呈递细胞的表达IL-21诱导以PBMC为起始细胞的NK细胞培养技术,培养21天可以获得增殖倍数的中位数为30853。然而,一些研究人员认为,用饲养细胞扩增的NK细胞这项技术是有问题的。例如,有人担心NK细胞的培养时间要长达21天,在输注后,由于已经脱离了饲养细胞对NK细胞提供培养的最佳环境,导致NK细胞的体内存活期缩短和细胞毒作用降低。为此,研究人员发展了纯因子的NK培养法,剔除了饲养细胞,但随之出现了NK细胞纯度低的缺点,这是由于PBMC中除了含有5~10%的NK细胞外,占据主要含量的是T细胞、B细胞,这些因子在刺激NK细胞增殖的同时,也在刺激T细胞、甚至B细胞增殖。
为解决上述问题,本发明提出了一种抑制T细胞和B细胞增殖、刺激NK细胞增殖、提高NK细胞杀伤活性的培养方法,以解决NK细胞纯度低的问题。
环孢霉素A是一种强效免疫抑制剂,其发挥作用的主要机制是环孢霉素A与亲环孢素形成复合物再与依赖钙/钙结合蛋白的钙调磷酸酶作用,抑制NF-AT的去磷酸化使其不能进入核内,从而抑制IL-2的产生,导致T细胞、B细胞的生成受抑制。NKp30(CD337)和NKp44(CD336)是NK细胞上的活化受体,激活这两类受体可刺激NK细胞增殖。富马酸单甲酯通过NK细胞脱颗粒和NKp46和CD107a的表达上调来增强NK细胞对肿瘤细胞的裂解能力。
发明内容
本发明的目的在于克服现有外周血自体NK细胞培养的不足之处,提供一种高纯度外周血NK细胞培养基以及体外培养方法,可以提高外周血自体NK细胞纯度,增强NK细胞杀伤活性。
为了实现上述目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种高纯度的外周血自体NK细胞培养基,包括基础培养基及其添加物,所述基础培养基为无血清免疫细胞培养基(包括但不限于Corning581培养基等),所述添加物包括:环孢霉素A、CD337抗体、CD336抗体、富马酸单甲酯、自体血浆、IL-2、IL-15、及IL-21。
所述无血清免疫细胞培养基在所述NK细胞培养基中的体积百分数为90~99%。
所述自体血浆在所述NK细胞培养基中的体积百分数为1~10%。
优选地,其他各添加物在上述NK细胞培养基中的占比为:
本发明还提供了一种高纯度的外周血自体NK细胞体外扩增方法,包含以下技术步骤:
(1)应用淋巴细胞分离液从外周血中分离单个核细胞;
(2)将分离的单个核细胞加入到培养基A中培养3天,培养基A为添加有环孢霉素A、CD336抗体、CD337抗体、IL-2、IL-15、IL-21及自体血浆的无血清免疫细胞培养基;
(3)培养至第3天,补充一次培养基B进行培养,培养基B为添加有IL-2、IL-15及自体血浆的无血清免疫细胞培养基;
(4)此后每2天补充一次培养基B,直至第11天;
(5)第13天,补充一次培养基C,培养基C为添加有富马酸单甲酯、IL-2、IL-15、IL-21及自体血浆的无血清免疫细胞培养基;
(6)第14~16天收获细胞。
优选地,所述培养基A中含有30ng/mL环孢霉素A、50ng/mLCD336抗体、50ng/mLCD337抗体、100ng/mL的IL-2、50ng/mL的IL-15、50ng/mL的IL-21、10%自体血浆及90%v/v的无血清免疫细胞培养基。
优选地,所述培养基B中含有100ng/mL的IL-2、50ng/mL的IL-15、5%自体血浆及95%v/v的无血清免疫细胞培养基。
优选地,所述培养基C中含有100ng/mL富马酸单甲酯、100ng/mL的IL-2、50ng/mL的IL-15、50ng/mL的IL-21、1%自体血浆及99%v/v的无血清免疫细胞培养基。
优选地,步骤(1)包括:
1)将外周血转入离心管中800g离心10min,吸取上层部分获得自体血浆,备用;
2)将生理盐水与血细胞沉淀稀释,吹打混匀,将混悬液缓慢加到Ficoll层上,室温700g离心30min;
3)吸出离心后的白膜层,PBS缓冲液重悬,室温下500g离心10min,重复两次,离心沉淀即为外周血单个核细胞;
4)自体血浆56℃放置40min,灭活血浆中的补体;4℃放置20min,1200g离心15min,弃沉淀,将上清转移至新的离心管中待用。
优选地,步骤(2)—步骤(6)中NK细胞均在37℃、5%CO2培养箱中静置培养。
优选地,步骤(2)中,用培养基A将细胞密度调整为2×106/ml。
优选地,步骤(3)—步骤(5)中,如果细胞密度>1×106/ml,用培养基B将细胞密度调整至1×106/ml。
优选地,步骤(6)中,如果细胞密度>1×106/ml,用培养基C将细胞密度调整至1×106/ml。
本发明的创新之处在于:
⑴无需滋养层细胞无致瘤风险,可快速实现NK细胞的高纯度扩增。
⑵NK细胞纯度高,可达到86%。
⑶获得的NK细胞杀伤力强。
附图说明
图1流式细胞术检测本发明与现有方法NK细胞纯度结果图。
图2本发明与现有方法NK细胞杀伤活性对比图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行说明,以下所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明做其他形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可以借鉴本发明内容,适当改进工艺参数实现。凡是未脱离本发明方案内容,依据本发明的技术实质对以下实施例所做的任何简单修改,均落在本发明的保护范围内。
本发明提供的实施例中所应用的耗材和试剂均可从商业途径;且不同来源对产品性能不具有显著性影响。
实施例
本实施例的主要步骤如下:
1.外周血单个核细胞的分离和血浆的准备
1)用肝素钠采血管采集健康人30ml外周血,转入50ml离心管中800g离心10min,吸取上层部分获得自体血浆,备用;
2)将生理盐水与血细胞沉淀以1:1体积稀释,吹打混匀;
3)取15ml淋巴细胞分离液(Ficoll)注入50ml离心管中,将稀释的血液缓慢加到Ficoll层上,室温700g离心30min;
4)吸出离心后的白膜层,用PBS缓冲液重悬白膜层细胞,室温下500g离心10min,重复两次,离心沉淀即为外周血单个核细胞;
5)自体血浆56℃放置40min,灭活血浆中的补体;4℃放置20min,1200g离心15min,弃沉淀,将上清转移至新的离心管中待用。
2.细胞接种(Day0)
1)配制培养基A:含30ng/mL环孢霉素A、50ng/mLCD336抗体、50ng/mLCD337抗体、100ng/mL的IL-2、50ng/mL的IL-15、50ng/mL的IL-21、10%自体血浆及90%v/v的无血清免疫细胞培养基。
2)用10ml培养基A重悬上述PBMC细胞,并进行细胞计数,将细胞密度调整为2×106/ml。
3)将细胞悬液移至T75细胞培养瓶,把培养瓶放入37℃、5%CO2培养箱中静置培养,在前3天培养中勿移动细胞培养瓶。
3.细胞扩增(Day3—Day11)
1)配制培养基B:含100ng/mL的IL-2、50ng/mL的IL-15、5%自体血浆及95%v/v的无血清免疫细胞培养基。
2)用移液管将细胞团吹打成单个细胞,计数,加入一定量培养基B,使终浓度为1×106/ml。
3)把培养瓶放入37℃、5%CO2培养箱中继续培养。
4)每2天补充一次培养基B,使补液后细胞密度为1×106/ml。
4.细胞收获(Day13—Day16)
1)配制培养基C:含100ng/mL富马酸单甲酯、100ng/mL的IL-2、50ng/mL的IL-15、50ng/mL的IL-21、1%自体血浆及99%v/v的无血清免疫细胞培养基。
2)用移液管将细胞团吹打成单个细胞,计数,加入一定量培养基C,使终浓度为1×106/ml。
3)把培养瓶放入37℃、5%CO2培养箱中继续培养。
4)第14—16天即可收获细胞进行检测。
对比例
采用现有的纯因子培养方法,即用50ng/ml CD16抗体包被T75培养瓶,4℃冰箱平放过夜。次日,取健康人外周血,经过分离血浆、取PBMC、洗涤细胞等步骤,计数后按照2×106/ml的密度将细胞接种于包被好的培养瓶中。完全培养基为含100ng/mL的IL-2、50ng/mL的IL-15、50ng/mL的IL-21、10%自体血浆及90%v/v的无血清免疫细胞培养基。第3天至第13天补液时加入上述完全培养基,使细胞终浓度为1×106/ml,每2天补液一次。第14—16天收获细胞进行检测。
检测项目1:NK细胞纯度检测
NK细胞采用流式细胞法进行表型分析,APC-H7标记的anti-CD3,PE标记的anti-CD56,两种抗体与NK细胞孵育后,用流式细胞仪进行检测。结果显示,实施例培养的NK细胞纯度(CD3-CD56+指标)达到86%,而对比例培养的NK细胞纯度仅仅只有35%。
检测项目2:NK细胞杀伤活性检测
采用Promega CytoTox96杀伤检测试剂盒检测NK细胞对靶细胞K562肿瘤细胞的杀伤效果,NK细胞与靶细胞的比例为10:1、20:1、40:1,检测方法参照上述试剂盒说明书。结果显示,在各个比例,本实施例培养的NK细胞比对比例培养的NK细胞具有更强的杀伤活性。
结果表明,相比现有的纯因子NK细胞培养方法,本发明提供的高纯度外周血自体NK细胞培养基及其培养方法培养的NK细胞纯度更高,杀伤活性更强,具有更好的临床应用价值。
以上所诉仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员而言,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种高纯度的外周血自体NK细胞培养基,包括基础培养基及其添加物,所述基础培养基为无血清免疫细胞培养基,所述添加物包括:环孢霉素A、CD337抗体、CD336抗体、富马酸单甲酯、自体血浆、IL-2、IL-15、及IL-21。
2.根据权利要求1所述的一种高纯度的外周血自体NK细胞培养基,其特征在于,所述无血清免疫细胞培养基在所述高纯度的外周血自体NK细胞培养基中的体积百分数为90-99%。
3.根据权利要求1或2所述的一种高纯度的外周血自体NK细胞培养基,其特征在于,各添加物在所述高纯度的外周血自体NK细胞培养基中的占比为:
4.一种高纯度的外周血自体NK细胞体外扩增方法,包包含以下技术步骤:
(1)应用淋巴细胞分离液从外周血中分离单个核细胞;
(2)将分离的单个核细胞加入到培养基A中培养3天,培养基A为添加有环孢霉素A、CD336抗体、CD337抗体、IL-2、IL-15、IL-21及自体血浆的无血清免疫细胞培养基;
(3)培养第3天至第11天,每隔2天补充一次培养基B,培养基B为添加有IL-2、IL-15及自体血浆的无血清免疫细胞培养基;
(4)第13天,补充一次培养基C,培养基C为添加有富马酸单甲酯、IL-2、IL-15、IL-21及自体血浆的无血清免疫细胞培养基;
(5)第14~16天收获细胞。
5.根据权利要求4所述的一种高纯度的外周血自体NK细胞体外扩增方法,其特征在于,所述培养基A中含有30ng/mL环孢霉素A、50ng/mLCD336抗体、
50ng/mLCD337抗体、100ng/mL的IL-2、50ng/mL的IL-15、50ng/mL的IL-21、10%自体血浆及90%v/v的无血清免疫细胞培养基。
6.根据权利要求4所述的一种高纯度的外周血自体NK细胞体外扩增方法,其特征在于,所述培养基B中含有100ng/mL的IL-2、50ng/mL的IL-15、5%自体血浆及95%v/v的无血清免疫细胞培养基。
7.根据权利要求4所述的一种高纯度的外周血自体NK细胞体外扩增方法,其特征在于,所述培养基C中含有100ng/mL富马酸单甲酯、100ng/mL的IL-2、50ng/mL的IL-15、50ng/mL的IL-21、1%自体血浆及99%v/v的无血清免疫细胞培养基。
8.根据权利要求4所述的一种高纯度的外周血自体NK细胞体外扩增方法,其特征在于,步骤(1)包括:
1)将外周血转入离心管中800g离心10min,吸取上层部分获得自体血浆,备用;
2)将生理盐水与血细胞沉淀稀释,吹打混匀,将混悬液缓慢加到Ficoll层上,室温700g离心30min;
3)吸出离心后的白膜层,PBS缓冲液重悬,室温下500g离心10min,重复两次,离心沉淀即为外周血单个核细胞;
4)自体血浆56℃放置40min,灭活血浆中的补体;4℃放置20min,1200g离心15min,弃沉淀,将上清转移至新的离心管中待用。
9.根据权利要求4所述的一种高纯度的外周血自体NK细胞体外扩增方法,其特征在于,步骤(2)—步骤(5)中NK细胞均在37℃、5%CO2培养箱中静置培养。
10.根据权利要求4所述的一种高纯度的外周血自体NK细胞体外扩增方法,其特征在于,步骤(2)中,用培养基A将细胞密度调整为2×106/ml。
11.根据权利要求4所述的一种高纯度的外周血自体NK细胞体外扩增方法,其特征在于,步骤(3)中,如果细胞密度>1×106/ml,用培养基B将细胞密度调整至1×106/ml。
12.根据权利要求4所述的一种高纯度的外周血自体NK细胞体外扩增方法,其特征在于,步骤(4)中,如果细胞密度>1×106/ml,用培养基C将细胞密度调整至1×106/ml。
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