DC细胞简介韩朝伟.pptx

韩朝伟韩朝伟什么是DC形态与功能分化与成熟DC体外培养DC与肿瘤免疫DC-CIK对DC及肿瘤免疫的思考什么是什么是DC树突状细胞（dendriticcells，DC）是目前所知的功能最强的抗原提呈细胞，因其成熟时伸出许多树突样突起而得名。抗原提呈细胞（antigen-presentingcell，APC）是指能工加工、处理抗原并将抗原信息提呈给T淋巴细胞的一类细胞。在机体的免疫识别、免疫应答与免疫调节中起重要作用。根据APC表面膜分子表达的特点和功能的差异，可将APC分为两大类：专职性APC和非专职性APC，其中专职性APC包括树突状细胞、单核/巨噬细胞、B淋巴细胞。而非专职性APC抗原的处理和提呈功能较弱。DC的历史的历史抗原提呈细胞摄入抗原并将其加工处理，被主要组织相容性复合物（major histocompatibility complex，MHC）捕捉并以抗原肽-MHC复合物的形式表达于细胞表面，是激活适应性免疫的基础，MHC分子在巨噬细胞和B细胞上检测到表达，因此它们曾被认为是主要的抗原提呈细胞，但是Ralph Steinman的发现彻底颠覆了这一观点。1973年至1980年，Steinman连续发表了一系列的论文，详细报道了一类新的细胞的发现。该类细胞归纳起来具有以下特点：第一，该细胞存在于脾脏白髓质，在外周淋巴结和肠系淋巴结中均有发现；第二，该细胞呈不规则形态，体积比T/B淋巴细胞大，缺少溶酶体、高尔基体以及组织细胞具有的微丝管，最明显的是细胞向四周伸出长短粗细不一的“伪足”；第三，该细胞不分裂，不具备胞吞的能力；第四，该细胞来源于骨髓而非胸腺，细胞表面高表达MHC分子；第五，该细胞能引起强烈的混合白细胞反应，引起T细胞聚集，促进T细胞活化与分裂，其效应比巨噬细胞或B细胞高几十甚至上百倍。根据这些特点，Steinman将这类细胞命名为树突状细胞（dendriticcell，DC）并推测可能与抗原提呈有关。Steinman的观点最开始受到广泛的质疑，但Steinman顶住压力坚持了下来。随后的10年时间里，DC被许多其他的实验室观察到，并被证实以未成熟DC或前体细胞的形式广泛存在于各种组织和器官中，尤其在皮下、粘膜层以及血液中。这些细胞体积较小，缺少“伪足”，表达较低水平的MHC分子，较高水平的Fc受体和补体受体，具有强烈的吞噬能力，像“哨兵”一样实时监视着入侵宿主的病原微生物。一旦检测到病原微生物，这些细胞立即启动吞噬和加工过程，大量合成MHC分子，趋化因子受体，辅助激活因子以及细胞因子，同时细胞启动成熟程序，体积增大，伸出“伪足”，迁移至淋巴结或脾脏，激活适应性免疫。2011年，Steinman因在“树状细胞及其在适应性免疫系统方面作用的发现”，获得诺贝尔生理学或医学奖。形态与功能形态与功能DC因其成熟时伸出许多树突样或伪足样突起而得名功能最强的APCDC最大的特点是能够显著刺激初始型T细胞增殖，而巨噬细胞、B细胞仅能刺激已活化的或记忆性T细胞，因此DC是机体免疫反应的始动者，在免疫应答的中具有独特地位。DC对抗原和弱抗原都有很高的呈递效率，只需少量的抗原及DC即可激活T细胞。未成熟的DC可能诱导免疫耐受，体外激发混合淋巴细胞反应（MLR）的能力较弱，但具有极强的摄取和加工处理抗原的能力；成熟的DC能够诱导免疫激活，其抗原提呈能力是巨噬细胞和B细胞的1001000倍，同时激发MLR的能力很强，但抗原摄取能力大大下降。未成熟DC具有极强的内吞能力，通过膜皱缩和形成大囊泡，形成液相内吞作用，可使极低浓度（1010mol/L）抗原得到呈递，也可通过受体介导对糖基化抗原进行内吞。在与T细胞的互动中，除提供MHC类分子/肽复合物的第一信号外，还高表达B7-1、B7-2、CD40分子，为T细胞提供充足第二信号，来促进T细胞的激活。DC还可以增强体液免疫：一方面，DC通过促进抗原特异性CD4+Th的产生，促进抗体生成；另一方面，DC直接作用于B细胞，促进免疫球蛋白的分泌。分化与成熟分化与成熟DC的产生分两个阶段：从祖细胞分化为未成熟DC和未成熟DC受外界刺激分化成熟。DC的分化体内DC起源于多能造血干细胞，按来源其分化途径分为两条：髓系分化途径。称为髓系DC，最终分化为朗格汉斯细胞和间质DC两个亚群；淋巴系分化途径。为淋巴系DC，最终分化为类浆细胞DC。髓系DC的分化发育分为4个阶段：前体阶段、未成熟DC、迁移期和成熟DC，不同分化阶段的DC功能不同。DC前体经血循环进入非淋巴组织，分化为未成熟DC，未成熟DC具有很强的摄取、处理和加工抗原的能力。DC在摄取了抗原后迁移到次级淋巴组织，在此过程中DC也随之成熟。正常情况下，体内多数DC处于未成熟阶段，其广泛分布于全身各外周组织，高表达吞噬相关受体，而不表达或低表达共刺激分子和黏附分子。未成熟DC有较强的抗原内吞和加工处理能力，而激发混合淋巴细胞反应能力较弱。经过抗原摄取、炎性因子活化等一系列过程，DC由未成熟转变为成熟，成熟DC则高表达MHC类分子、共刺激分子和黏附分子，CD83、CD25为成熟DC的特征性标志。成熟DC的抗原呈递能力及体外激发混合淋巴细胞反应的能力强，而抗原摄取能力弱。DC的成熟过程同时伴有迁徙，在外周组织中摄取抗原后，通过延长树突状突起，改变趋化因子受体表达等方式进入淋巴结及淋巴管中成熟，并激发T细胞反应。未成熟DC与成熟DC的比较未成熟DC和成熟DC在形态学、表型等方面都有很大的不同。形态学方面，未成熟DC呈葡萄串样半贴壁生长，细胞表面褶皱多，毛刺样突起少；成熟的DC集落分散，悬浮生长，细胞边缘有明显的毛刺样突起。表型方面，未成熟的DC仅表达低水平的MHC分子、协同刺激分子（CD80、CD86）和黏附分子（CD40、CD44、CD54）等；成熟DC则表达高水平的MHC分子、协同刺激分子和黏附分子、整合素（1、2）及特征性标记（CDla、CD11c、CD83）等，并能分泌IL-12、IL-2l、IL-26、IL-28、肿瘤坏死因子-（TNF-）、IFN-等细胞因子。DC体外培养体外培养目前DC多来自骨髓或外周血CD34+造血祖细胞、外周血DC及单核细胞，其中以单核细胞来源的DC应用最广。获取DC的方法有：将来源于骨髓或外周血CD34+造血祖细胞在体外与GM-CSF和肿瘤坏死因子共同培养，获得大量DC。单核细胞在GM-CSF和IL-4共同作用下诱导分化为未成熟DC，并在外来因素刺激下进一步分化为成熟DC。Flt3配体能动员DC进入外周血，显著增加外周血中DC的数量，进而直接从外周血中分离纯化到大量DC。单核细胞培养DC的过程1.PBMC的分离静脉采血40ml，以2：1体积比加于用淋巴细胞分离液液面，离心分离PBMC，500g，20min。小心吸取富含单个核细胞的细胞层，以1：5体积比，用RPM1-1640洗涤细胞三次：650g，10min；300g，10min两次。2.MCM的制备IgG包被培养皿：取6ml10mg/ml人IgG加入10cm的培养皿，静置1h后吸尽液体，用RPMI-1640洗平板两次。将上述方法分离所得PBMC5107/8ml，加入平板，37静置2h，洗去非贴附细胞，再加入8mlRPMI-1640，37，培养24h。离心收集培养液，0.2m滤头过滤，分装，-20保存备用，工作浓度25%。3.DC的培养用RPM1-1640重悬细胞，调细胞密度为1106/ml，加入12孔板，每孔4106，37静置2h，轻轻吹打，悬浮非贴壁细胞，弃去。再用预热的RPM1-1640轻洗培养板两次，部分标本用75cm2培养瓶过夜培养或4低温培养液收集悬浮细胞，再转入24孔板培养（间接贴壁）。加入含10%FCS完全培养基，2-巯基乙醇（浓度为510-5M），rhIL-4，rhGM-CSF各1000U/ml，37，5%CO2，培养57d收获未成熟DC。部分培养自第7d始加入单核细胞条件性培养液（MCM）或TNF-（100Ug/ml）第1114d收获成熟DC。DC与肿瘤免疫与肿瘤免疫人体的抗肿瘤免疫流程：肿瘤相关抗原的摄取与呈递；激活肿瘤相关抗原特异性T细胞；引导肿瘤相关抗原特异性T细胞至肿瘤部位，杀灭肿瘤细胞。机体抗肿瘤免疫主要依靠细胞毒性T淋巴细胞（cytotoxic lymphocyte，CTL）的免疫应答来杀伤肿瘤细胞，CTL并不能识别完整的肿瘤抗原分子，只能特异性地识别来源于肿瘤抗原亲本、由MHC分子呈递的抗原多肽。在大部分恶性肿瘤中，肿瘤细胞表面的MHC抗原肽、共刺激分子和黏附分子表达较低，不能有效地诱导T细胞活化，故需要抗原呈递细胞的协同作用。DC可以通过多种机制发挥其抗肿瘤免疫作用。(1)激发细胞免疫。在肿瘤患者体内,DC可以直接向CD8+T细胞提呈肿瘤抗原,诱导CTL反应。(2)激发体液免疫。一方面,DC可以促进抗原特异性CD4+辅助性T细胞(helperTcells,Th)的产生,启动CD4+Th11668相关免疫应答;另一方面,DC还可直接作用于B细胞从而促进免疫球蛋白的分泌。(3)自分泌或诱导其他细胞分泌多种细胞因子或趋化因子。(4)DC可以与肿瘤细胞直接接触而抑制其生长。(5)肿瘤抗原致敏的DC可释放一种具有抗原提呈能力的囊泡小体,该小体内含有大量MHCI、II类分子和共刺激分子,能显著刺激抗原特异性CD8+T细胞增殖,并诱导抗原特异性CTL反应。肿瘤微环境虽然DC有强大的抗肿瘤作用,但实际在患者体内的效果却不尽如人意,这可能与肿瘤的微环境诱导了免疫耐受的出现有关。肿瘤微环境在肿瘤的发生、发展过程中扮演了重要角色。由于肿瘤细胞、免疫细胞及其他间质细胞相互作用,并产生多种免疫抑制性因子,从而营造了免疫抑制性肿瘤微环境,抑制机体的免疫系统,促使肿瘤细胞逃逸机体的免疫监控,最终导致肿瘤的生长和转移。肿瘤微环境能够影响DC的募集、分化、成熟和生存,抑制DC提呈抗原和激活T细胞,造成宿主免疫系统对肿瘤抗原的无应答从而发生免疫耐受。在这些机制中,调节性T细胞(regulatory Tcells,Treg)及JAK2/STAT3通路起到了重要作用。调节性T细胞调节性T细胞是一类具有免疫负调控功能的T细胞亚群，该类细胞通过细胞直接接触和分泌调节性细胞因子发挥抑制效应，逃避自身免疫反应，从而使少量的恶变细胞逃避免疫监视和免疫防御，导致肿瘤的发生发展。有研究发现，肿瘤患者外周血中的CD4+CD25+调节性T细胞明显增多，而且CD4+CD25+细胞水平越高，预后越差。CD8+CD28-T细胞是近年来被证实的另一种重要的调节性T细胞，这种T细胞在肿瘤患者的外周血中也大量增多，体内外实验均证实，其具有较强的免疫抑制作用，可抑制机体产生保护性抗体。然而，完全清除具有免疫抑制作用的调节性T细胞会引起各种严重的自身免疫反应。因此，纠正患者机体内环境的免疫失衡，降低肿瘤患者体内调节性T细胞水平，保持机体免疫稳态，是治疗肿瘤的关键之一。DC-CIKDC细胞可有效地诱导静止T细胞增殖和应答，促进细胞毒性T细胞和辅助性T淋巴细胞的生成，启动并参与免疫应答。同时还是CD8+CTL和CD4+T细胞介导的原发性和继发性免疫反应的最强的激发者，可有效地抑制肿瘤逃逸。CIK细胞兼有T淋巴细胞强大的抗瘤活性和自然杀伤细胞MHC限制性杀瘤的特点，是一种体外增殖能力强、杀瘤活性高的广谱抗瘤免疫活性细胞。在杀伤肿瘤细胞、调节机体免疫功能方面有一定的效果，能一定程度上降低肿瘤复发和转移。CIK细胞虽然兼具肿瘤特异性及细胞毒活性，但其远期治疗效果较弱，而DC则具有远期疗效明显的优势，故DC与CIK共培养后形成的DC-CIK既有CIK的非MHC限制性抗肿瘤作用，也有DC的MHC限制性细胞毒作用，提高了免疫杀伤特异性，实现了近期与远期效果并重的目的。DC-CIK的协同作用：成熟DC表面表达多种抗原递呈分子、共刺激分子及细胞黏附分子，有利于肿瘤抗原向CIK细胞的递呈。而DC的抗原递呈功能可增强CIK细胞分泌IFN-的能力，且分泌量大大增加。DC表面的CD40与CIK表面的CD40L结合，可活化DC表面分子及共刺激分子，增加DC分泌细胞因子，刺激CIK的增殖及成熟。CIK细胞与同源DC共培养后可大大促进DC分泌IL-12，DC分泌的IL-2、IL-12等细胞因子又可促进CIK细胞的增殖，IL-12可尤其促进CD56+细胞的表达，增强CIK细胞的杀瘤活性，还可诱导Th1型免疫应答，帮助清除肿瘤细胞。DC-CIK共育后CD86、CD80、CD40、HLA-DR的含量增加，同时Treg及IL-10的表达降低，因而Treg对抗肿瘤细胞的抑制作用被弱化。DC-CIK共培养1.采血约70-80ml，分离机分离出单个核细胞，用PBS缓冲液悬浮细胞，离心、去上清，加入PBS混匀，离心，反复洗涤3次，除去血小板和分离介质；将调整好的细胞液转至培养瓶后立即放至37、5%CO2培养箱培养2h，培养2h后可见两种不同方式生长的细胞：贴壁生长和悬浮生长。贴壁生长的是DC细胞，悬浮生长的是CIK细胞。将悬浮细胞收集至新的培养瓶，剩下的就是DC细胞。2.DC细胞培养瓶中加入10%自体血浆、重组人白介素-4，400U/ml、重组人粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子800U/ml在37、5%CO2培养箱中培养，第3、5天更换补充淋巴细胞培养基，第4天加入特异性肿瘤抗原负载，第5天加入肿瘤坏死因子500U/ml，诱导DC成熟，第7天收集DC细胞；3.CIK细胞培养瓶中补加淋巴细胞培养基、10%自体血浆，调整细胞浓度至（1.52.0）106/ml后加入重组人干扰素1000U/ml，在37、5%CO2培养箱中培养，24h后加入白细胞介素-1100U/ml、白细胞介素-2，1000U/ml、抗人CD3单抗50ng/ml继续培养，第3、5天更换补充淋巴细胞培养基并加入10%自体血浆；第7天将收集的DC细胞加入到CIK细胞培养液中按1:10的比例共培养，共培养7d左右，至细胞总数目达1.01010个，细胞活性达90%以上时，培育成熟，收集培养1214d后成熟的DC-CIK细胞。对对DC及肿瘤免疫的思考及肿瘤免疫的思考DC作为APC，对肿瘤细胞的直接抑制作用应该是有限的，其通过抗原提呈作用诱导特异性的T细胞产生从而对肿瘤细胞有杀伤作用，但这在体外培养中就涉及到如何获取有效的肿瘤细胞抗原刺激DC成熟，我阅读到的一些DC-CIK文献中只是用了一些因子诱导DC成熟，请教胡杨得知这样的DC可以促进CIK产生更多的效应因子，但并不会具有特异性，这只能视为强化的CIK，DC的根本作用并没有发挥出来。通过这次学习我在相关文献中了解到“肿瘤微环境”，人体作为一个复杂的有机体，很多生理机制还有待研究，如果肿瘤细胞逃脱免疫系统监视的一些机制不被搞清的话，我认为DC的应用也会受到限制。参考文献：医学免疫学_金伯泉天然免疫模式识别受体与树突状细胞的发现和意义2011年诺贝尔生理学或医学奖成果和相关研究简介_钟波树突状细胞的基础与临床研究新进展_曹雪涛树突状细胞与肿瘤免疫_王冰树突状细胞的研究进展_冯钟煦免疫杀伤细胞治疗对恶性肿瘤患者调节性T细胞的影响_韩兆东成人外周血来源树突状细胞体外诱导培养及成熟调控_李胜富DC-CIK的抗肿瘤作用及机制的研究进展_刘垠子自体DC-CIK细胞联合TACE术治疗中晚期原发性肝癌的疗效观察_易洁谢谢！谢谢！