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编号:10499873
人外周血致敏型γδ+T细胞在体外的扩增
http://www.100md.com 《细胞与分子免疫学杂志》 2000年第1期
     作者:陈松华 大野忠夫 刘伟 戴慧敏 车裕芳 王珏 葛锡锐

    单位:陈松华 刘伟 戴慧敏 车裕芳 王珏 葛锡锐(中国科学院上海细胞生物学研究所,上海200031);大野忠夫(日本理化研究所细胞银行)

    关键词:γδ+T细胞;体外扩增;致敏状态;TCRVδ2基因片段;

    细胞与分子免疫学杂志000110

    摘要:目的建立一种人外周血γδ+T细胞体外选择性扩增的模式:即在IL2的作用下,不需要γδ+TCR特异性配体(或抗原)的刺激,可使一类个体体外培养的外周血单个核细胞(PBMC)中的γδ+T细胞发生优先增殖,逐渐成为培养细胞的主要群体。方法将10个γδ+TCR的个体的PBMC分别在含3×105U/LIL2培养液中培养1~2wk后,其中的γδ+T细胞的比率可达38%~78%。结果对3个这样的个体的扩增细胞做RTPCR分析表明,扩增出的γδ+T细胞表达TCRVδ2基因片段。这种γδ+T细胞体外优先扩增的性质类似于记忆性αβT细胞的体外生长特征,可能反映了γδ+T细胞在体内的致敏状态。结论该现象将有利于进一步了解γδ+T细胞在免疫系统中的地位和进化上的意义。
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    中图号:R371.22 文献标识码:A

    文章编号:1007-8738(2000)01-0031-34

    Preferential expansion of primed human γδ+T cells in culture

    CHEN Song-hua LIU Wei DAI Hui-ming CHE Yu-fang WANG Jue GE Xi-rui

    (Shanghai Institute of Cell Biology,Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200031, China)

    Tadao OHNO

    (Riken Cell Bank, Institute of Physical and Chemical Research(Riken) Tsukuba Science City, Japan )
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    Abstract:Aim To establish one pattern of human peripheral γδ+ T cells growth in vitro. Methods Without the stimulation of specific γδ+ TCR ligands, the γδ+T cells in the cultured peripheral blood mononuclear cells(PBMC) of 10 selected donors preferentially proliferated in a dose-dependent manner to IL-2. After 6-14 days of culture in the medium containing 3× 105U/L IL-2, the percentages of γδ+T cells rose to 38% -78% with the increase of cumulative cell numbers. Results RT-PCR analysis of the expanded γδ + T cells from 3 typical donors showed that they expressed TCR Vδ2 gene fragments. This kind of γδ + T cell expansion was similar to the memory αβT cell growth in vitro, which might represent the primed state of γδ + T cells in vitro. Conclusion This phenomenon will be beneficial for the understanding of γδ + T cells positions in immune system and significance in evolution.
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    Keywords: γ δ + T cell;expansion in vitro; primed state; TCR Vδ2 gene fragment

    虽然大量的实验结果已经表明,γδ+ T细胞在机体抗感染、抗病毒和抗肿瘤的免疫应答过程中,以及在某些自身免疫疾病的发生过程中具有重要的作用〔1〕,但人们对γδ+T细胞独特的生理功能和其在免疫进化上的意义,仍然没有获得明确的认识〔2〕。早期的研究报道,正常人外周血和淋巴器官中,γδ+ T细胞虽只占CD3+T细胞数量的约5%〔3〕,但研究γδ+T细胞增殖活化的条件,对了解γδ+T细胞的功能和地位具有关键的作用〔4〕。在前期工作中,我们采用γδ+TCR特异性配体磷酸单乙酯(monoethylphosphate,MEP)〔5〕和IL-2共刺激的方法,成功地建立了一种从人PBMC中,选择性扩增γδ+T细胞的培养系统:即不同个体的PBMC中的γδ+T细胞,对MEP和IL-2的共刺激表现出不同程度的增殖反应,表明这种γδ+ T细胞的选择性扩增依赖于MEP和IL-2的共同作用〔6〕。在本实验中我们观察到,有一类个体的外周血γδ+T细胞具有一种不同的体外选择性扩增模式:即在含有IL2的培养条件下,不需要MEP的作用。这类个体PBMC中的γδ+T细胞就可明显地优先增殖,并逐渐成为培养细胞中的主要群体。我们将这类个体称之为γδ+T细胞致敏(primed)型个体,将这种反应称为致敏型γδ+T细胞扩增。我们进一步对所扩增出的几个个体的γδ+T细胞的亚型做了一些研究,并对这种现象的免疫生物学意义做了一些初步的分析和讨论。
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    1 材料和方法

    1.1 材料 重组IL-2购自上海华新生物高科技公司。聚蔗糖-泛影葡胺(FicollHypaque)淋巴细胞分离液(比重1.077)为上海试剂二厂产品。RPMI 1640培养基为Gibco公司产品。PE标记的小鼠抗人TCR γ/δ-1单克隆抗体(mAb)为Becton Dectio Dickinson公司产品。RNA抽提试剂由本实验室根据Chomczynski等〔7〕的方法配制。mRNA逆转录引物(Random Hexamer Primer),购自Pharmacia公司。M-Mu-LV转录酶及其反应缓冲液,为Gibco公司产品。Taq酶及其反应缓冲液,购自Promega公司。0.1 mol/L DTT,2.5 mmol/L dNTPs及PCR DNA marker,均为华美生物工程公司的产品。用于PCR扩增的6个分别针对不同亚类的TCR Vδ区引物(forward)和一个共同的TCR Cδ区引物(reverse),均由细胞所DNA合成组根据Falk等〔8〕报道的序列合成。
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    1.2 方法

    1.2.1 PBMC的分离培养和FACScan分析 用肝素抗凝,无菌取人PBMC,置于24孔培养板(Gibco)中,在37℃,50 mL/L CO2的饱和湿度条件下培养(细胞密度为5×108/L)。培养液为含100 mL/L自体血浆(autoplasma)及分别含不同浓度IL-2的RPMI 1640培养基。培养3 d时,换1/2培养液。在随后的培养时期,每2~3 d常规传代培养。传代培养液与原代培养液相同,传代细胞的浓度为5×108/L。在一定的培养时期,用血球细胞计数器测定培养细胞的浓度,计算出累积细胞总数。根据标准染色方法(Becton Dickison Monoclonal Antibody Source Book),用PEanti TCRγ/δ-1 mAb将培养细胞染色,用流式细胞仪(FACScan)分析γδ+T细胞的比率。

    1.2.2 RT-PCR分析γδ-TCRVδ RNA抽提采用异硫氰酸胍-苯酚-氯仿一步法,从约3×106个培养细胞中抽提获得总RNA〔7〕。经真空干燥后,用25 μL DEPC水溶解总RNA。cDNA合成:取7 μL总RNA(约10 μg)和1 μL(25 pmol)Random Primer加入0.5 mL EP管中,混匀,65℃水浴5 min后,放入冰中冷却。然后,再加入2.5 mmol/L dNTPs 4 μL,5×反转录缓冲液4 μL,0.1 mol/L DTT 2 μL,M-MuLv反转录酶(200U)1 μL及ddH2O 1 μL,混匀。于37℃水浴1 h后,置-20℃备用。分别用6对引物做PCR扩增γδ+TCR的Vδ-Vδ6基因片段〔8〕:即在0.5 mL EP管中,加入cDNA 1 μL,1个Vδ区引物和共用的Cγ区引物各1 μL(25 pmol),2.5 mmol/L dNTPs 5 μL,10×PCR buffer 5 μL,25 mmol/L MgCL2 3 μL及Taq酶5 μL,用ddH2O补充至 50 μL。然后,在DNA扩增仪上进行PCR扩增。反应温度为94℃ 1~2 min,50℃ 45 s和72℃ 1 min。35个循环之后,保温于72℃ 5 min。经20 g/L琼脂糖潜水电泳、EB染色后,拍照。
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    2 结 果

    2.1 致敏型γδ+T细胞的体外增殖 通过对50个个体的PBMC所做的实验,我们筛选了10个γδ+ T细胞致敏型个体(Lu YG,Chen SH, Tao G, Huang YM, Wang W, Shi WP, Wang ZY,Chen.Y,Hung TY, Hao GC)。当这类个体的PBMC分别在含3×105 U/L IL-2和100 mL/L自体血浆的RPMI 1640培养液中培养1~2 wk后,培养细胞的总数可增加1~10倍,γδ+T细胞的比率可达到38%~78%。γδ+T细胞的比率是在培养过程中逐渐增加的。图1显示的为典型致敏个体Lu YG的外周血γδ+T细胞对不同剂量IL-2的体外增殖反应过程。从图1可看出,培养8 d,γδ+T细胞增殖的总数与IL-2的浓度呈剂量依赖关系。

    图1 致敏个体Lu YG的外周血γδ+T细胞对不同剂量
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    IL-2的体外生长曲线

    Fig 1 Growth curves of γδ+ T cells from primed donor Lu YG

    in RPMI 1640 medium containing different contents of

    IL-2 and 100 mL/L autoplasma

    2.2 致敏型γδ+T细胞的TCRVδ亚型分析 我们采用RT-PCR方法,分析了几个致敏个体Chen SH,Lu YG和Wang ZY的体外扩增的致敏型γδ+T细胞的TCR Vδ基因片段。结果表明,致敏型γδ+T细胞表达Vδ2片段。图2A显示,体外培养细胞中的γδ+T细胞的比率已达84%。图2B显示,由Vδ2-Cδ这一对引物所扩增出的DNA带约为400 bp(大小与设计相符合)。阴性对照(加相对应的RNA,不加模板cDNA)表明,PCR实验无外源性污染,扩增的Vδ2基因片段是特异性的。用另外5对分别针对其它亚类的TCR Vδ区域的引物所做的实验,均没有扩增出特异性条带。
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    图2 TCR Vδ2基因片段在扩增细胞中的表达

    Fig 2 Expression of TCR Vδ2 gene fragments in expanded cells

    PBMC cultured for 14 days in RPMI 1640 containing 50 mL/L

    autoplasma and 3×105U/L IL-2

    A: γδ+T cells percentage measured by FACS; B: TCR Vδ2 mR-NA detected by RT-PCR. 1: Negative control; 2. RT-PCR product of Vδ 2 gene;3:DNA marker.

, http://www.100md.com     3 讨 论

    我们在研究γδ+T细胞体外扩增的工作中,观察到上述γδ+T细胞的致敏现象。对其中有些个体的PBMC,进行了时间间隔很长(有的达3 a)的多次实验,得到了可重复的结果(数据未显示)。现已证实,外周血γδ+T细胞致敏现象在人群中的存在具有普遍性,以及在个体体内维持的长期性。Zocchi等〔9〕曾报道过类似的现象:他们从某些人肺腺癌中分离出肿瘤浸润(TIL)的γδ+T细胞,当这些TIL细胞在只含IL-2而不含任何其它刺激剂的体外条件下培养时,可产生明显的扩增,并认为这反映了γδ+T细胞在体内肿瘤部位的预激活(prior activation in vivo)状态。此外,Testa等〔10〕在研究由IL-2诱导的LAK细胞的表型时观察到,尽管从大部分个体的PBMC中诱导出的LAK细胞由高度异质性细胞群体组成,但是从少数个体的PBMC中诱导出的LAK细胞含有很高比例的γδ+T细胞。通过比较,我们注意到,Testa等的培养液中,含有正常人的混合AB型血清,而不是自体血浆。然而,我们的实验结果显示,不同批号的混合AB型血清对γδ+T细胞的选择性体外扩增可产生不同程度的负作用;自体血浆对于保证成功地扩增的重复性是必需的(数据未显示)。
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    因为我们所用的抗人TCRγ/δ-1 mAb能识别所有亚类的γδ+TCR〔11〕,所以,我们随后采用RT-PCR,对典型个体的致敏型γδ+T细胞的亚型进行了初步分析。结果表明,扩增出的γδ+T细胞可表达Vδ2基因片段(图2)。另外,Borst等〔12〕表明,在人外周γδ+TCR中,存在着Vγ9和Vδ2配对的绝对优势。因此,我们推测,从致敏个体PBMC所扩增出的γδ+T细胞为Vγ9Vδ2亚型。

    这种γδ+T细胞的体外扩增现象,使人们联想起记忆性αβT细胞体外生长的某些特性。有工作表明,由于IL-2受体亚基在CD45RO+αβT细胞表面可优势表达,所以在体外培养时,它们对IL-2的反应加快、增殖加速〔13〕。此外,有研究报道,人外周血Vγ9Vδ2型T细胞表面可表达CD45RO分子〔14〕。综合以上情况我们推测,本实验所观察到的这种γδ+T细胞的体外选择性扩增,反映了体内γδ+T细胞的免疫记忆特性,即某些个体在生活史的某一阶段,曾受到过γδ+T细胞抗原的刺激,从而在体内产生记忆性γδ+T细胞。近年来,有关γδ+T细胞的研究进展,揭示了γδ+T细胞具有一些类似于NK细胞、巨噬细胞及B细胞的免疫应答特点〔15,16〕。然而,本结果表明,γδ+T细胞具有记忆性αβ T细胞的一些体外增殖反应的特征。对于这一现象的进一步探索,将有助于我们全面地认识γδ+T细胞的免疫学地位。
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    基金项目:世界实验室MCD-1B计划(No.1-IV)资助项目

    作者简介:陈松华,男,37岁,助理研究员,博士

    上海市岳阳路320号.Tel.(021)64315030

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    收稿日期:1999-01-28

    修回日期:1999-04-09, 百拇医药