IL-2基因修饰对巨噬细胞表型和抗原提呈功能的影响①
作者：邱 实 曹雪涛 张明徽 弭 静 朱学军 雷 虹 唐 华 闵志廉
单位：第二军医大学长征医院泌尿外科，上海 200003；曹雪涛 张明徽 弭 静 朱学军 雷 虹 第二军医大学免疫学教研室，上海 200433；唐 华 河南省人民医院病理科，郑州 450003
关键词：巨噬细胞；白细胞介素2；基因修饰；细胞表型；抗原提呈
中国免疫学杂志991102 中国图书分类号 R392.1
摘 要 目的：观察白细胞介素2 (IL-2)基因修饰的巨噬细胞IL-2动态分泌水平及对其表面分子的表达和抗原提呈能力变化的影响。方法：通过重组腺病毒介导，将IL-2基因转染至腹腔巨噬细胞，MTT法检测其IL-2动态分泌水平，FACS检测巨噬细胞表型，混合淋巴细胞反应法(MLR)测定巨噬细胞抗原提呈能力。结果：IL-2基因修饰4 h后巨噬细胞即可表达较高水平的IL-2，18～48 h之间的IL-2分泌处于高峰。IL-2基因修饰的巨噬细胞MHC-II、B7-1、B7-2和CD40表达增加，抗原提呈能力提高。结论：IL-2基因修饰的巨噬细胞能有效表达IL-2，与其功能密切相关的MHC-II、B7、CD40表达增加，其抗原提呈能力增强，本实验为巨噬细胞免疫治疗肿瘤提供了实验依据。
, http://www.100md.com
Effect of IL-2 gene modification on the phenotype and antigen
presentation of macrophages
QIU Shi,CAO Xue-Tao， ZHANG Ming-Hui et al
(Department of Urology,ChangZheng Hospital,Second Military Medical University,Shanghai 200003)
Abstract Objective：To investigate if IL-2 could induce improvement of the function of macrophages.Methods：IL-2 gene was transfected into murine peritoneal macrophages by adenovirus.Levels of IL-2 in the supernatant of macrophages,and antigen presentation of maorophages were assayed.Results：IL-2 could be detected in the supernatant of macrophages 4 hours after transfection.24 hours later,the IL-2 production reached the top value which was 413.5 U/106cells,while antigen presentaiton function of IL-2 gene-molecule remained unchanged ,the expressions of MHC-II，B7-1，B7-2 and CD40 on the IL-2 gene-modified macrophages increased greatly.Conclusions：IL-2 gene modification could augment the antigen presentation function of macrophages.Our data provided experimental basis for the immunotherahy of tumor with IL-2 gene-modifed macrophages.
, 百拇医药
Key words Macrophage Interleukin-2 Gene modification Phenotype Antigen presentation
作为一种具有显著抗肿瘤作用的免疫效应细胞，巨噬细胞(Macrophage,MΦ)也同时具有抗原提呈功能，通过激活T细胞，使机体产生特异性抗肿瘤作用。巨噬细胞在提呈抗原时其本身并不直接分泌IL-2，而是激活Th，使之分泌IL-2，从而活化T细胞。在抗原提呈过程中，IL-2对T细胞增殖和活化至关重要，而IL-2对巨噬细胞作用报道极少。本室曾通过重组腺病毒的介导有效地将IFN-γ基因转入巨噬细胞[1]，因此，我们利用此技术，将IL-2基因转入巨噬细胞，观察IL-2基因修饰的巨噬细胞IL-2动态分泌水平及对其表面分子和抗原提呈能力的影响。
1 材料与方法
1.1 材料
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1.1.1 动物与细胞株 Balb/c小鼠，雄性，6～8周龄，购自上海西普尔必凯实验动物有限公司；IL-2依赖性CTLL-2细胞株由本室常规传代；抗小鼠ICAM-1单抗杂交瘤细胞YN1.7.4(ATCC CRL1878)，抗小鼠I-Ab,d分子单抗杂交瘤细胞B21-2(ATCC TIB229)均购自ATCC。
1.1.2 主要试剂 携带小鼠IL-2基因的重组腺病毒载体Adexl CA mIL-2(简称Ad-mIL-2)、携带LacZ对照基因的重组腺病毒载体Adexl CA-RxZ(简称Ad-LacZ)由日本癌症研究会分子生物治疗研究部Hirofumi Hamada博士惠赠；IL-2标准品购自Genzyme公司；3H-TdR购自上海原子能研究所；荧光标记的羊抗大鼠IgG和羊抗小鼠IgG购自Gibico公司；抗小鼠B7-1、B7-2、CD40、H-2KdDd单克隆抗体，购自PharMingen。
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1.2 方法
1.2.1 单抗的制备 将杂交瘤细胞体外扩增后，接种至预先腹腔注射过1 ml Pristane(Sigma)的裸鼠腹腔(1×106/鼠)，2 w后收取腹水，离心(5 000 r/min,10 min)弃沉淀，上清经饱和硫酸铵盐析，经Sephadex G25除盐，在经DEAE-Sepharose 4B离子交换层析得到纯度约90%的抗小鼠ICAM-1和I-Ab,d分子单抗，用于FACS分析巨噬细胞表面ICAM-I和I-Ab,d的表达。
1.2.2 小鼠腹腔巨噬细胞的制备 按常规方法[1]。暴露腹膜，腹腔内注入5 ml预冷的无血清RPMI 1640灌洗，收集于冰浴试管中，洗3次，加入培养板，37℃孵箱中培养2 h后弃去上清，洗涤3次，可获得较纯的贴壁巨噬细胞。
1.2.3 IL-2的基因修饰及表达检测 将新鲜分离的腹腔巨噬细胞加至24孔板中(0.5×106/孔)，置37℃，5%CO2孵箱中孵育1 h，弃去悬浮细胞，用RPMI 1640洗3次，每孔按50 mol/L(Mutioplicity of infection)加入稀释的腺病毒0.25 ml，每5 min轻摇1次，使病毒与细胞充分接触，2 h后，弃去病毒液，补充RPMI 1640至1 ml，FCS终浓度5%，置37℃，5%CO2孵箱中培养，转染4,18,24 h,1.5,2.0,4.0,6.0,8.0,10.0 d 后收集上清，采用IL-2依赖细胞株CTLL-2为检测细胞的MTT法检测IL-2分泌水平。
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1.2.4 巨噬细胞表面分子的FACS检测 腺病毒介导IL-2基因修饰巨噬细胞36 h后，用预冷的PBS洗3遍，多种分子的单抗(H-2KdDd、I-Ab,d、FasL、ICAM-l、B7-1，B7-2、CD40)1 μg与5×105 ml-1巨噬细胞共悬于30 μl PBS中，在4℃暗室中放置30 min，PBS洗3遍，去除游离的单抗，加入荧光标记的二抗1 μg,4℃暗室孵育30 min，PBS洗3遍，重悬于300 μl PBS中，流式细胞仪(FACScalubur,BD)检测荧光强度。
1.2.5 巨噬细胞抗原提呈功能的检测 采用混合淋巴细胞反应(MLR)检测巨噬细胞抗原提呈能力。取OVA皮下免疫2次的Balb/c小鼠的脾脏细胞，按常规方法选用尼龙毛柱制备纯化T细胞。将5×105 T细胞按5∶1与预先经丝裂霉素C (20 μg/ml 37℃，1 h)灭活的巨噬细胞及OVA(1 mg/ml)在96孔培养板中混合培养3 d，终止培养前18 h每孔加入1 μ Ci 3H-TdR，收集细胞检测cpm值，结果用3复孔均值表示，以T细胞增殖反应的高低判断巨噬细胞抗原提呈能力的强弱。
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1.2.6 统计学处理 采用未配对计量资料的t检验。
2 结果
2.1 IL-2基因修饰的巨噬细胞上清中IL-2的动态分泌水平 用mIL-2基因转染新鲜分离的小鼠腹腔巨噬细胞(IL-2-ΜΦ)，同时设立LacZ基因转染对照组(LacZ-MΦ)和未处理的巨噬细胞对照组(MΦ)。从图1可见，IL-2基因修饰4 h后巨噬细胞即可从培养上清中检测到一定水平的IL-2，24 h达最高峰(413.5 U/106 cells)，持续至48 h，此后逐渐下降，基因修饰后10 d仍可在其上清中检测到一定水平的IL-2(达148.6 U/106cells)；而LacZ基因对照组和细胞对照组在整个观察期内未检测到IL-2，可见IL-2基因已成功地转入巨噬细胞并高效表达。
2.2 IL-2基因修饰的巨噬细胞表面分子的检测 从图2可见，IL-2基因修饰巨噬细胞36 h后，巨噬细胞表面分子Ia (MHC-II)、B7-1、B7-2、CD40显著增加，而H-2和ICAM-1的表达无明显变化，提示IL-2基因修饰后的巨噬细胞表面分子MHC-II、B7和CD40表达增加。
, 百拇医药
2.3 IL-2基因修饰的巨噬细胞的抗原提呈能力 结果如图3所示，与LacZ基因对照组和细胞对照组相比，IL-2基因修饰的巨噬细胞抗原提呈能力显著增强(P<0.05)；而LacZ基因对照组和细胞对照组之间的巨噬细胞抗原提呈能力无明显差别。
图1 IL-2基因修饰的巨噬细胞的IL-2动态分泌水平
Fig.1 Levels of IL-2 in the supernatants of macrophages transfected with IL-2 gene
图2 IL-2基因修饰的巨噬细胞表面相关分子的表达
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Fig.2 Expression of molecules on the macrophages transfected with IL-2 gene
Note: A:MΦ，B：LacZ-MΦ，C：IL-2-MΦ
图3 IL-2基因修饰的巨噬细胞的抗原提呈能力
Fig.3 Anitgen-presenting ability of IL-2 gene-modified macrophages
Note:A:MΦ，B：LacZ-MΦ，C：IL-2-MΦ
3 讨论
在免疫应答过程中，抗原提呈细胞(APC)将抗原信息传递给T淋巴细胞需要两个信号的参与，第一信号由TCR/CD3复合物与MHC-II分子及抗原肽相互作用，给予免疫应答的特异性，第二信号即协同刺激信号(Costimulatory signal)，调节T淋巴细胞增殖性反应以及效应功能的诱导。现在认为，协同刺激信号在T细胞活化中起重要的作用，因为协同刺激信号的缺失将导致T细胞无能(anergy)。APC表面分子B7-1、B7-2在免疫应答反应中起着重要的调节和诱导作用，B7-1、B7-2和T细胞表面分子CD28与CTLA-4结合，作为辅助信号活化T细胞，诱导免疫功能，同时活化的T淋巴细胞增殖分化和分泌IFN-γ，IFN-γ上调APC表面分子B7和ICAM-l表达[2，3]。而有关IL-2对APC表面分子影响的研究鲜有报道。巨噬细胞作为一种专职的APC在免疫应答反应中起着重要的作用[4]，其表面分子表达与其抗原提呈功能有着紧密联系。最近有人报道，APC抗原提呈能力与其表面分子MHC-II、B7-1和B7-2表达量呈正相关[5]。但未活化的巨噬细胞表面分子MHC-II、B7表达较低，难以充分发挥抗原提呈功能。我们通过腺病毒介导，将IL-2基因转入巨噬细胞，使之持续地分泌IL-2，观察IL-2基因修饰对巨噬细胞表面分子表达和抗原提呈能力的影响。结果表明，IL-2基因修饰的巨噬细胞表面MHC-II、B7-1、B7-2、CD40和抗原提呈能力有不同程度的提高，进一步证实APC发挥提呈功能需双信号同时存在，MHC-II作为第一信号，共刺激分子B7-1、B7-2等是T细胞活化所必需共刺激信号，是诱导免疫反应不可缺少的。有人发现在抗原提呈过程中，T细胞受体(TCR)与MHC-II交联后，如果加入IL-2，也可以激活T细胞[6]。我们认为IL-2基因修饰的巨噬细胞持续分泌IL-2或巨噬细胞与T细胞混合后加入IL-2均可诱导巨噬细胞MHC-II、B7表达增多，增强第一信号，放大辅助信号，激活T细胞，而活化的T细胞分泌IL-2又进一步诱使未活化的巨噬细胞表面分子MHC-II、B7表达增加，所以在抗原提呈过程中，IL-2和MHC-II、B7通过APC和T细胞的相互作用，相互间正反馈增强。
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本实验也发现IL-2基因修饰可使巨噬细胞CD40表达增加。CD40对巨噬细胞功能起着重要的调节作用。活化的T细胞表面分子CD40L与巨噬细胞上的CD40结合后，巨噬细胞分泌TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8等细胞因子明显增加，提高了巨噬细胞细胞毒性，且使体外培养活化的巨噬细胞免于凋亡；另外，CD40在抗原提呈方面也发挥着意想不到的作用，因为CD40-CD40L结合可刺激巨噬细胞粘附分子CD54(ICAM-l)和各种表面分子表达，如B7-1、B7-2及CD58(LFA-3)。所以，通过CD40的介导，可增强巨噬细胞辅助刺激信号，提高抗原提呈能力。目前许多人认为CD40-CD40L是抗原提呈过程的第2个辅助信号，虽然不如B7-CD28、CTLA-4重要，但两个辅助信号相互调节，分子表达相互反馈上调，促进T细胞活化及增殖[7，8]；活化的T细胞分泌IL-2反过来又影响着巨噬细胞表面分子的表达，如MHC-II、CD40、B7，最终CD40-CD40L结合导致巨噬细胞抗原提呈能力的提高。
本研究表明，IL-2基因修饰的巨噬细胞持续分泌一定量的IL-2能增加其表面分子MHC-II、B7和CD40的表达，从而增强抗原提呈效应，有效激活T辅助细胞和T杀伤细胞，诱导出显著的抗肿瘤免疫反应。
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①本课题受上海市优秀学科带头人计划资助(97XD1406)
作者简介：邱 实，男，33岁，博士，主要从事肿瘤免疫的研究；
闵志廉，男，58岁，博士生导师，主要从事普通泌尿和移植免疫的研究
4 参考文献
1 雷 虹，曹雪涛，于益芝 et al. 重组腺病毒介导IFN-γ基因转染的巨噬细胞的体外免疫效应功能分析.中国免疫学杂志，1997；13(3)：131
2 Lanier L L,O'Fallon S,Somoza C et al. CD80(B7) and CD86(B70) provide similar costimulatory signals for T cell proliferation,cytokine production,and generation of CTL. J Immunol,1995;154:97
, 百拇医药
3 Wingren A G,Parra E,Varga M et al. T cell activation pathways:B7,LFA-3 and ICAM-l shape unique T cell profiles.Crit Rev Immunol,1995;15:235
4 Lesimple T,Moisan A,Toujas L et al. Autologous human macrophages and antitumour cell therapy.Res Immunol,1998;149:663
5 Henry F,Bretaudeau L, Barbieux I et al. Induction of antigen presentation by macrophages after phagocytosis of tumour apoptotic cell.Res Immunol,1998;149:673
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6 Ding L,Shevach E M. Activation of CD4+ T cell by delivery of the B7 costimulatory signal on bystander antigen-presenting cells (tran-costimulation).Eur J Immunol,1994;24:859
7 Kiener P A,Moran-Davis P,Rankin B M et al. Stimulation of CD40 with purified soluble gp39 induces proinflammatory responses in human monocytes. J Immunol,1995;155:4917
8 Nakajima A,Kodama T,Morimoto S et al. Antitumor effect of CD40 ligand:elicitation of local and systemic antitumor responses by IL-12 and B7.J Immunol,1998;161:1901
收稿日期：1998-05-25, http://www.100md.com
单位：第二军医大学长征医院泌尿外科，上海 200003；曹雪涛 张明徽 弭 静 朱学军 雷 虹 第二军医大学免疫学教研室，上海 200433；唐 华 河南省人民医院病理科，郑州 450003
关键词：巨噬细胞；白细胞介素2；基因修饰；细胞表型；抗原提呈
中国免疫学杂志991102 中国图书分类号 R392.1
摘 要 目的：观察白细胞介素2 (IL-2)基因修饰的巨噬细胞IL-2动态分泌水平及对其表面分子的表达和抗原提呈能力变化的影响。方法：通过重组腺病毒介导，将IL-2基因转染至腹腔巨噬细胞，MTT法检测其IL-2动态分泌水平，FACS检测巨噬细胞表型，混合淋巴细胞反应法(MLR)测定巨噬细胞抗原提呈能力。结果：IL-2基因修饰4 h后巨噬细胞即可表达较高水平的IL-2，18～48 h之间的IL-2分泌处于高峰。IL-2基因修饰的巨噬细胞MHC-II、B7-1、B7-2和CD40表达增加，抗原提呈能力提高。结论：IL-2基因修饰的巨噬细胞能有效表达IL-2，与其功能密切相关的MHC-II、B7、CD40表达增加，其抗原提呈能力增强，本实验为巨噬细胞免疫治疗肿瘤提供了实验依据。
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Effect of IL-2 gene modification on the phenotype and antigen
presentation of macrophages
QIU Shi,CAO Xue-Tao， ZHANG Ming-Hui et al
(Department of Urology,ChangZheng Hospital,Second Military Medical University,Shanghai 200003)
Abstract Objective：To investigate if IL-2 could induce improvement of the function of macrophages.Methods：IL-2 gene was transfected into murine peritoneal macrophages by adenovirus.Levels of IL-2 in the supernatant of macrophages,and antigen presentation of maorophages were assayed.Results：IL-2 could be detected in the supernatant of macrophages 4 hours after transfection.24 hours later,the IL-2 production reached the top value which was 413.5 U/106cells,while antigen presentaiton function of IL-2 gene-molecule remained unchanged ,the expressions of MHC-II，B7-1，B7-2 and CD40 on the IL-2 gene-modified macrophages increased greatly.Conclusions：IL-2 gene modification could augment the antigen presentation function of macrophages.Our data provided experimental basis for the immunotherahy of tumor with IL-2 gene-modifed macrophages.
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Key words Macrophage Interleukin-2 Gene modification Phenotype Antigen presentation
作为一种具有显著抗肿瘤作用的免疫效应细胞，巨噬细胞(Macrophage,MΦ)也同时具有抗原提呈功能，通过激活T细胞，使机体产生特异性抗肿瘤作用。巨噬细胞在提呈抗原时其本身并不直接分泌IL-2，而是激活Th，使之分泌IL-2，从而活化T细胞。在抗原提呈过程中，IL-2对T细胞增殖和活化至关重要，而IL-2对巨噬细胞作用报道极少。本室曾通过重组腺病毒的介导有效地将IFN-γ基因转入巨噬细胞[1]，因此，我们利用此技术，将IL-2基因转入巨噬细胞，观察IL-2基因修饰的巨噬细胞IL-2动态分泌水平及对其表面分子和抗原提呈能力的影响。
1 材料与方法
1.1 材料
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1.1.1 动物与细胞株 Balb/c小鼠，雄性，6～8周龄，购自上海西普尔必凯实验动物有限公司；IL-2依赖性CTLL-2细胞株由本室常规传代；抗小鼠ICAM-1单抗杂交瘤细胞YN1.7.4(ATCC CRL1878)，抗小鼠I-Ab,d分子单抗杂交瘤细胞B21-2(ATCC TIB229)均购自ATCC。
1.1.2 主要试剂 携带小鼠IL-2基因的重组腺病毒载体Adexl CA mIL-2(简称Ad-mIL-2)、携带LacZ对照基因的重组腺病毒载体Adexl CA-RxZ(简称Ad-LacZ)由日本癌症研究会分子生物治疗研究部Hirofumi Hamada博士惠赠；IL-2标准品购自Genzyme公司；3H-TdR购自上海原子能研究所；荧光标记的羊抗大鼠IgG和羊抗小鼠IgG购自Gibico公司；抗小鼠B7-1、B7-2、CD40、H-2KdDd单克隆抗体，购自PharMingen。
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1.2 方法
1.2.1 单抗的制备 将杂交瘤细胞体外扩增后，接种至预先腹腔注射过1 ml Pristane(Sigma)的裸鼠腹腔(1×106/鼠)，2 w后收取腹水，离心(5 000 r/min,10 min)弃沉淀，上清经饱和硫酸铵盐析，经Sephadex G25除盐，在经DEAE-Sepharose 4B离子交换层析得到纯度约90%的抗小鼠ICAM-1和I-Ab,d分子单抗，用于FACS分析巨噬细胞表面ICAM-I和I-Ab,d的表达。
1.2.2 小鼠腹腔巨噬细胞的制备 按常规方法[1]。暴露腹膜，腹腔内注入5 ml预冷的无血清RPMI 1640灌洗，收集于冰浴试管中，洗3次，加入培养板，37℃孵箱中培养2 h后弃去上清，洗涤3次，可获得较纯的贴壁巨噬细胞。
1.2.3 IL-2的基因修饰及表达检测 将新鲜分离的腹腔巨噬细胞加至24孔板中(0.5×106/孔)，置37℃，5%CO2孵箱中孵育1 h，弃去悬浮细胞，用RPMI 1640洗3次，每孔按50 mol/L(Mutioplicity of infection)加入稀释的腺病毒0.25 ml，每5 min轻摇1次，使病毒与细胞充分接触，2 h后，弃去病毒液，补充RPMI 1640至1 ml，FCS终浓度5%，置37℃，5%CO2孵箱中培养，转染4,18,24 h,1.5,2.0,4.0,6.0,8.0,10.0 d 后收集上清，采用IL-2依赖细胞株CTLL-2为检测细胞的MTT法检测IL-2分泌水平。
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1.2.4 巨噬细胞表面分子的FACS检测 腺病毒介导IL-2基因修饰巨噬细胞36 h后，用预冷的PBS洗3遍，多种分子的单抗(H-2KdDd、I-Ab,d、FasL、ICAM-l、B7-1，B7-2、CD40)1 μg与5×105 ml-1巨噬细胞共悬于30 μl PBS中，在4℃暗室中放置30 min，PBS洗3遍，去除游离的单抗，加入荧光标记的二抗1 μg,4℃暗室孵育30 min，PBS洗3遍，重悬于300 μl PBS中，流式细胞仪(FACScalubur,BD)检测荧光强度。
1.2.5 巨噬细胞抗原提呈功能的检测 采用混合淋巴细胞反应(MLR)检测巨噬细胞抗原提呈能力。取OVA皮下免疫2次的Balb/c小鼠的脾脏细胞，按常规方法选用尼龙毛柱制备纯化T细胞。将5×105 T细胞按5∶1与预先经丝裂霉素C (20 μg/ml 37℃，1 h)灭活的巨噬细胞及OVA(1 mg/ml)在96孔培养板中混合培养3 d，终止培养前18 h每孔加入1 μ Ci 3H-TdR，收集细胞检测cpm值，结果用3复孔均值表示，以T细胞增殖反应的高低判断巨噬细胞抗原提呈能力的强弱。
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1.2.6 统计学处理 采用未配对计量资料的t检验。
2 结果
2.1 IL-2基因修饰的巨噬细胞上清中IL-2的动态分泌水平 用mIL-2基因转染新鲜分离的小鼠腹腔巨噬细胞(IL-2-ΜΦ)，同时设立LacZ基因转染对照组(LacZ-MΦ)和未处理的巨噬细胞对照组(MΦ)。从图1可见，IL-2基因修饰4 h后巨噬细胞即可从培养上清中检测到一定水平的IL-2，24 h达最高峰(413.5 U/106 cells)，持续至48 h，此后逐渐下降，基因修饰后10 d仍可在其上清中检测到一定水平的IL-2(达148.6 U/106cells)；而LacZ基因对照组和细胞对照组在整个观察期内未检测到IL-2，可见IL-2基因已成功地转入巨噬细胞并高效表达。
2.2 IL-2基因修饰的巨噬细胞表面分子的检测 从图2可见，IL-2基因修饰巨噬细胞36 h后，巨噬细胞表面分子Ia (MHC-II)、B7-1、B7-2、CD40显著增加，而H-2和ICAM-1的表达无明显变化，提示IL-2基因修饰后的巨噬细胞表面分子MHC-II、B7和CD40表达增加。
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2.3 IL-2基因修饰的巨噬细胞的抗原提呈能力 结果如图3所示，与LacZ基因对照组和细胞对照组相比，IL-2基因修饰的巨噬细胞抗原提呈能力显著增强(P<0.05)；而LacZ基因对照组和细胞对照组之间的巨噬细胞抗原提呈能力无明显差别。
图1 IL-2基因修饰的巨噬细胞的IL-2动态分泌水平
Fig.1 Levels of IL-2 in the supernatants of macrophages transfected with IL-2 gene
图2 IL-2基因修饰的巨噬细胞表面相关分子的表达
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Fig.2 Expression of molecules on the macrophages transfected with IL-2 gene
Note: A:MΦ，B：LacZ-MΦ，C：IL-2-MΦ
图3 IL-2基因修饰的巨噬细胞的抗原提呈能力
Fig.3 Anitgen-presenting ability of IL-2 gene-modified macrophages
Note:A:MΦ，B：LacZ-MΦ，C：IL-2-MΦ
3 讨论
在免疫应答过程中，抗原提呈细胞(APC)将抗原信息传递给T淋巴细胞需要两个信号的参与，第一信号由TCR/CD3复合物与MHC-II分子及抗原肽相互作用，给予免疫应答的特异性，第二信号即协同刺激信号(Costimulatory signal)，调节T淋巴细胞增殖性反应以及效应功能的诱导。现在认为，协同刺激信号在T细胞活化中起重要的作用，因为协同刺激信号的缺失将导致T细胞无能(anergy)。APC表面分子B7-1、B7-2在免疫应答反应中起着重要的调节和诱导作用，B7-1、B7-2和T细胞表面分子CD28与CTLA-4结合，作为辅助信号活化T细胞，诱导免疫功能，同时活化的T淋巴细胞增殖分化和分泌IFN-γ，IFN-γ上调APC表面分子B7和ICAM-l表达[2，3]。而有关IL-2对APC表面分子影响的研究鲜有报道。巨噬细胞作为一种专职的APC在免疫应答反应中起着重要的作用[4]，其表面分子表达与其抗原提呈功能有着紧密联系。最近有人报道，APC抗原提呈能力与其表面分子MHC-II、B7-1和B7-2表达量呈正相关[5]。但未活化的巨噬细胞表面分子MHC-II、B7表达较低，难以充分发挥抗原提呈功能。我们通过腺病毒介导，将IL-2基因转入巨噬细胞，使之持续地分泌IL-2，观察IL-2基因修饰对巨噬细胞表面分子表达和抗原提呈能力的影响。结果表明，IL-2基因修饰的巨噬细胞表面MHC-II、B7-1、B7-2、CD40和抗原提呈能力有不同程度的提高，进一步证实APC发挥提呈功能需双信号同时存在，MHC-II作为第一信号，共刺激分子B7-1、B7-2等是T细胞活化所必需共刺激信号，是诱导免疫反应不可缺少的。有人发现在抗原提呈过程中，T细胞受体(TCR)与MHC-II交联后，如果加入IL-2，也可以激活T细胞[6]。我们认为IL-2基因修饰的巨噬细胞持续分泌IL-2或巨噬细胞与T细胞混合后加入IL-2均可诱导巨噬细胞MHC-II、B7表达增多，增强第一信号，放大辅助信号，激活T细胞，而活化的T细胞分泌IL-2又进一步诱使未活化的巨噬细胞表面分子MHC-II、B7表达增加，所以在抗原提呈过程中，IL-2和MHC-II、B7通过APC和T细胞的相互作用，相互间正反馈增强。
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本实验也发现IL-2基因修饰可使巨噬细胞CD40表达增加。CD40对巨噬细胞功能起着重要的调节作用。活化的T细胞表面分子CD40L与巨噬细胞上的CD40结合后，巨噬细胞分泌TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8等细胞因子明显增加，提高了巨噬细胞细胞毒性，且使体外培养活化的巨噬细胞免于凋亡；另外，CD40在抗原提呈方面也发挥着意想不到的作用，因为CD40-CD40L结合可刺激巨噬细胞粘附分子CD54(ICAM-l)和各种表面分子表达，如B7-1、B7-2及CD58(LFA-3)。所以，通过CD40的介导，可增强巨噬细胞辅助刺激信号，提高抗原提呈能力。目前许多人认为CD40-CD40L是抗原提呈过程的第2个辅助信号，虽然不如B7-CD28、CTLA-4重要，但两个辅助信号相互调节，分子表达相互反馈上调，促进T细胞活化及增殖[7，8]；活化的T细胞分泌IL-2反过来又影响着巨噬细胞表面分子的表达，如MHC-II、CD40、B7，最终CD40-CD40L结合导致巨噬细胞抗原提呈能力的提高。
本研究表明，IL-2基因修饰的巨噬细胞持续分泌一定量的IL-2能增加其表面分子MHC-II、B7和CD40的表达，从而增强抗原提呈效应，有效激活T辅助细胞和T杀伤细胞，诱导出显著的抗肿瘤免疫反应。
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①本课题受上海市优秀学科带头人计划资助(97XD1406)
作者简介：邱 实，男，33岁，博士，主要从事肿瘤免疫的研究；
闵志廉，男，58岁，博士生导师，主要从事普通泌尿和移植免疫的研究
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收稿日期：1998-05-25, http://www.100md.com