【經(jīng)典的 BMDC 制備方法簡(jiǎn)圖】
DC 是「Dendritic Cells」的縮寫(xiě),中文全稱為「樹(shù)突狀細(xì)胞」,因其成熟時(shí)伸出許多樹(shù)突樣或偽足樣突起而得名。DC是由2011年諾貝爾獎(jiǎng)獲得者、加拿大 籍科學(xué)家 Ralph M.Steinman于1973年發(fā)現(xiàn)的[1],是目前發(fā)現(xiàn)的功能最強(qiáng)的抗原遞呈細(xì)胞(Antigen Presenting Cells, APC)。已證實(shí),DC是唯一能夠顯著刺激初始T細(xì)胞(Naïve T cells)增殖的APC,而其它種類(lèi)的APC(如單核巨噬細(xì)胞,B細(xì)胞等)僅能刺激已活化的或記憶性的T 細(xì)胞,因此DC是機(jī)體適應(yīng)性T細(xì)胞免疫應(yīng)答的始動(dòng)者,在腫瘤免疫中也發(fā)揮著極其重要的作用。
雖然DC存在于體內(nèi)多種組織中,但含量很少,無(wú)法滿足科學(xué)研究和臨床治療的需要, 所以人們嘗試多種方法來(lái)體外培養(yǎng)和擴(kuò)增DC。對(duì)于人,最常用的方法是從人外周血單個(gè)核細(xì)胞(PBMC)誘導(dǎo)DC的產(chǎn)生。而對(duì)于小鼠,最常見(jiàn)的方法是從骨髓細(xì)胞誘導(dǎo)產(chǎn)生DC,即骨髓來(lái)源的DC(Bone Marrow-Derived Dendritic Cells,BMDC)。
鑒于功能分析和分子生物學(xué)研究的需要,獲得更高數(shù)量和更高純度的BMDC是大家一直追求的目標(biāo),本文將與大家分享BMDC的經(jīng)典制備方法和大量制備法,大家可根據(jù)自身需要選擇使用。
另外,我們還備有實(shí)用的BMDC培養(yǎng)操作視頻(內(nèi)部交流,非商用),因文件比較大,若需要,可通過(guò)我們的企業(yè)QQ(號(hào)碼為:800053055)向我們索取發(fā)送。
【BMDC培養(yǎng)的發(fā)展簡(jiǎn)史】
1973年---加拿大籍科學(xué)家Raplph M.Steinman在美國(guó)洛克菲勒大學(xué)(Rockefeller University)工作時(shí)從小鼠外周淋巴器官(脾、淋巴結(jié)和派氏集合淋巴結(jié))中首次鑒定出樹(shù)突狀細(xì)胞(Dendritic Cells, DC)[1].Steinman 也因此獲得了2011年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。
1992年---日本京都大學(xué)(Kyoto University)的Inaba在添加GM-CSF(粒細(xì)胞/巨噬細(xì)胞集 落刺激因子)的情況下,分別成功從小鼠血液和骨髓細(xì)胞體外誘導(dǎo)出大量的 DC[2,3].因此,Inaba被認(rèn)為是小鼠DC體外培養(yǎng)的創(chuàng)立者,且Inaba法被稱為小鼠BMDC培養(yǎng)的經(jīng)典方法。
1. 這些工作均是在 Ralph M.Steinman的參與下完成的;
2. Inaba培養(yǎng)的BMDC來(lái)源于小鼠股骨和脛骨中的骨髓;
3. Inaba先用抗體+補(bǔ)體法去除骨髓中的淋巴細(xì)胞,以防淋巴細(xì)胞對(duì)BMDC培養(yǎng)的影響;
4. 在誘導(dǎo)分化過(guò)程中,為防止粒細(xì)胞的干擾,Inaba通過(guò)每2天輕搖培養(yǎng)板并3/4體積換液的方法來(lái)盡量去除粒細(xì)胞;
5. Inaba證實(shí)單用GM‐CSF通過(guò)6‐8天的培養(yǎng),即可從骨髓細(xì)胞誘導(dǎo)得到 大量的 DC 細(xì)胞,而且混合淋巴細(xì)胞反應(yīng)提示其為成熟的 DC 細(xì)胞;
6. 該法可從一個(gè)小鼠的骨髓中培養(yǎng)獲得5‐7 x 106個(gè)DC細(xì)胞。
1994年---奧地利因斯布魯克大學(xué)(University of Innsbruck)的Romani等發(fā)現(xiàn)GM-CSF和IL-4(白細(xì)胞介素 4)聯(lián)合誘導(dǎo),可從人血液 PBMC(外周血單個(gè)核細(xì)胞)制備出大量的DC,而GM-CSF單獨(dú)誘導(dǎo)的效果不好[4].后來(lái),科學(xué)家也將IL-4應(yīng)用于小鼠BMDC的培養(yǎng)[5,6].
1999年----德國(guó)明斯特大學(xué)(University of Munster)的Labeur研究表明,單獨(dú)用GM-CSF誘導(dǎo)的BMDC為未成熟DC(immature DC, iDC),GM-CSF和IL-4聯(lián)合誘導(dǎo)出來(lái)的BMDC的成熟度居中,添加CD40L或LPS可進(jìn)一步誘導(dǎo)DC完全成熟,即成熟 DC(mature DC, mDC)[7].
1999年---德國(guó)埃爾朗根大學(xué)(University of Erlangen)的Lutz開(kāi)發(fā)出一種可獲得超大量BMDC的方法,每只小鼠可獲得的BMDC的數(shù)量Inaba 經(jīng)典方法的50倍之多,達(dá)1-3 x108個(gè)DC細(xì)胞/小鼠[8].該法被DC研究者廣泛認(rèn)可和使用。
1. 骨髓不作任何預(yù)先處理;
2. 使用細(xì)菌培養(yǎng)皿(Petri Dish)替代細(xì)胞培養(yǎng)板;
3. 細(xì)胞的初始鋪板密度低,為 2 x 105/ml;
4. 培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)至10‐12天;
5.仍僅用GM‐CSF誘導(dǎo),但第8天或第10天后減量使用;
6.第6天和第8天半量換液,但吸出的懸浮細(xì)胞離心后放回原板。
2002年---美國(guó)匹茲堡癌癥研究院大學(xué)(University of Pittsburgh Cancer Institute(UPCI))的Son也研發(fā)出一種超大量BMDC培養(yǎng)方法,稱為 bulk-culture method.該法每只小鼠可獲得的BMDC的數(shù)量是Inaba經(jīng)典方法的7-10倍,即3 – 4 x 107個(gè)BMDC,而且培養(yǎng)時(shí)間與Inaba經(jīng)典方法相似,僅需7天[9].
1. 骨髓取出后僅溶血,不做任何其它處理;
2. 使用6孔培養(yǎng)板培養(yǎng);
3. 培養(yǎng)過(guò)程中使用GM‐CSF+IL‐4聯(lián)合誘導(dǎo);
4. 培養(yǎng)的第4天和第7天補(bǔ)加足量的GM‐CSF和IL‐4;
摘自文獻(xiàn) Son YI, et al. J Immunol Metods. 2002; 262(1-2): 145-57 [9]
【經(jīng)典的BMDC培養(yǎng)法】-Inaba法(改良)[3,10]
¾ 背景:
1. Inaba法獲得的BMDC數(shù)目為5-7 x 106個(gè)/小鼠;
2. Inaba原法操作比較復(fù)雜,需要將骨髓中的淋巴細(xì)胞等用抗體+補(bǔ)體法預(yù)先去除, 后來(lái)的改良法均省卻了這個(gè)步驟,其實(shí)Inaba后來(lái)自己也說(shuō)這個(gè)步驟雖然可提高BMDC的純度,但不會(huì)對(duì)BMDC的生成產(chǎn)生影響,可做可不做 [10];
3. Inaba原法僅用GM-CSF來(lái)誘導(dǎo)BMDC的產(chǎn)生,雖然得到的BMDC在混合淋巴 細(xì)胞反應(yīng)中有較強(qiáng)的刺激能力,但DC的成熟度不及GM+IL-4的聯(lián)合誘導(dǎo),所以后來(lái)的改良法中多用GM+IL-4聯(lián)合誘導(dǎo)。
¾ 培養(yǎng)步驟:
1. 小鼠骨髓細(xì)胞的獲得
1.1 小鼠(6-10周齡)頸椎脫臼法處死,手術(shù)取出所有股骨(femurs)和脛骨(tibias),并剪刀和鑷子將骨周?chē)募∪饨M織盡量去除干凈;注:不要損傷到骨。
1.2 將骨移至超凈臺(tái)內(nèi),并用盛有70%酒精的無(wú)菌培養(yǎng)皿浸泡2-5 min,以消毒滅 菌,然后用無(wú)菌的PBS洗2次;
1.3 將骨移入另一個(gè)盛有PBS的新培養(yǎng)皿中,用剪刀剪去骨兩端,再用注射器抽取PBS,針頭分別從骨兩端插入骨髓腔,反復(fù)沖洗出骨髓至培養(yǎng)皿中,直至骨完全變白;
1.4 收集骨髓懸液,用200目尼龍網(wǎng)濾去小碎片和肌肉組織;
1.5 濾過(guò)液1200rpm離心5 min,棄上清;
1.6 加入2 ml氯化銨紅細(xì)胞裂解液(1x),重懸細(xì)胞,室溫孵育 3-5 min,最長(zhǎng) 10min;氯化銨紅細(xì)胞裂解液的配制:
注:1)先配制10x 的貯存液,配法如下:稱取 82.9 g NH4Cl,10.0 gKHCO3 和 0.37 g Na2EDTA,溶于1L的蒸餾 水中,0.22μm 濾膜過(guò)濾除菌,4oC儲(chǔ)存6個(gè)月;注:可根據(jù)需要配制適量的10x 貯存液,其中各組分需成比例增減。
注:2)臨用前,將10x 貯存液用無(wú)菌蒸餾水1:9稀釋成1x 工作液即可。因氯化銨紅細(xì)胞裂解液對(duì)骨髓細(xì)胞有一定的傷害作用,所以要盡量縮短溶血時(shí)間。
1.7 加入10ml PBS中和裂解液的作用,然后1200 rpm離心5 min,棄上清;
1.8 PBS洗1次,然后用含10% FBS的RPMI 1640培養(yǎng)液重懸細(xì)胞,至此已獲得小鼠骨髓細(xì)胞。
2. BMDC的誘導(dǎo)分化
2.1 步驟1中獲得的小鼠骨髓細(xì)胞計(jì)數(shù)后用含10% FBS 的RPMI 1640完全培養(yǎng)液調(diào)整細(xì)胞濃度為0.5-1x106/ml;
2.2 鋪至24孔培養(yǎng)板內(nèi),每孔1 ml細(xì)胞,同時(shí)加入重組小鼠 GM-CSF(20 ng/ml)和IL-4(10 ng/ml),37℃,5% CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng),此為培養(yǎng)的第0天;
注:1) 一般一只小鼠大約可收獲4-5 x 107個(gè)骨髓細(xì)胞,所以可以鋪至少40-50個(gè)24孔板板孔。
2) GM-CSF和IL-4的使用濃度區(qū)間分別為20-50 ng/ml和10-40 ng/ml。
2.3 每2天輕輕搖晃培養(yǎng)板,然后3/4體積更換新鮮培養(yǎng)液,并補(bǔ)足細(xì)胞因子。
注:1) 此步驟的目的是去除粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞,因粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞為懸浮生 長(zhǎng);
2) Inaba 認(rèn)為培養(yǎng)的前4天,大部分DC貼壁仍較牢,所以此法不會(huì)大量損失 DC;
3) 若發(fā)現(xiàn)損失的DC細(xì)胞過(guò)多,可僅在培養(yǎng)的第2天用此法換液;
4) 在培養(yǎng)的第4天,可以看到聚團(tuán)生長(zhǎng)的DC貼附于板底,第6天則可觀察到很多DC成集落生長(zhǎng)。
2.4 在第5天和第8天之間,輕柔吹打培養(yǎng)液,收集懸浮細(xì)胞及巰松貼壁生長(zhǎng)的細(xì) 胞;
注:1) 最佳收集時(shí)間是培養(yǎng)的第6天;
2) 此時(shí)的細(xì)胞已經(jīng)是BMDC,但成熟度不高,所以需要后續(xù)的再鋪板(subculture)步驟使其更成熟;
3) 吸出培養(yǎng)液(含DC細(xì)胞)的24孔培養(yǎng)板需補(bǔ)充新鮮的含重組小鼠GM-CSF(20ng/ml)和IL-4(10 ng/ml)的 RPMI 完全培養(yǎng)液,繼續(xù)培養(yǎng), 以便后面能夠再次收集BMDC。
2.5 1200 rpm離心5 min,棄上清;
2.6 用含10% FBS的RPMI 1640完全培養(yǎng)液重懸細(xì)胞并計(jì)數(shù),然后調(diào)整細(xì)胞濃度 至1 x 106/ml,并加入重組小鼠GM-CSF(20ng/ml)和IL-4(10ng/ml);
2.7 細(xì)胞鋪板至100 mm培養(yǎng)皿(每皿最多10ml)或6孔培養(yǎng)板(2m/孔)。
2.8 37℃,5% CO2培養(yǎng)箱繼續(xù)培養(yǎng)1-2天;
2.9 收集懸浮細(xì)胞,即為較成熟的BMDC。
注:1) 第2.5-2.8步為再鋪板(subculture)步驟,目的是使第2.4步獲得的BMDC更加成熟。
2) 再鋪板后的3 h內(nèi)可見(jiàn)許多棘狀貼壁細(xì)胞從DC簇中遷移出來(lái),而培養(yǎng)1天后會(huì)發(fā)現(xiàn)這些貼壁細(xì)胞從培養(yǎng)板底脫離,而且可以看見(jiàn)在培養(yǎng)液中漂浮著許多典型的DC.
3. BMDC的完全成熟
注:步驟2中獲得的BMDC并非完全成熟的DC,若想得到完成成熟的DC,還需LPS,CD40L或TNF-a等的誘導(dǎo)。
3.1 步驟2.4或2.9中獲得的BMDC以1200rpm離心5 min,棄上清;
3.2 用含重組小鼠GM-CSF(20ng/ml)和IL-4(10ng/ml)的RPMI完全培養(yǎng)液重懸沉淀,計(jì)數(shù)后調(diào)整細(xì)胞濃度為1x106/ml;
3.3 加入24孔培養(yǎng)板中,并加入成熟誘導(dǎo)劑,如TNF-α(250U/ml),LPS(1μg/ml)、或 CD40L(1μg/ml)等;3.437℃,5% CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)2天;
3.5 收集懸浮細(xì)胞及疏松貼壁生長(zhǎng)的細(xì)胞即為成熟樹(shù)突狀細(xì)胞。
【BMDC大量制備法】-Son法[9]
背景:
1. 該法可在7天內(nèi)獲得30-40x106個(gè)DC/小鼠,是Inaba 經(jīng)典方法的7-10 倍。DC經(jīng)14.5%甲泛葡胺(Metrizamide)梯度離心后,純
度(即 CD11c+/I-Ab+ 細(xì)胞)可達(dá)85-95%.
2. 該法獲得的DC的內(nèi)吞能力弱于Inaba 經(jīng)典方法,但分泌的IL-12p70量相似;
3. 該法獲得的DC在混合淋巴細(xì)胞反應(yīng)中比Inaba經(jīng)典方法呈現(xiàn)更強(qiáng)的刺激能力;
4. 該法獲得的DC能引起更強(qiáng)的特異性T細(xì)胞反應(yīng);
5. 以上結(jié)果提示,該法比經(jīng)典方法能獲得更多、更成熟的BMDC。
培養(yǎng)步驟:
1. 小鼠骨髓細(xì)胞的獲得
見(jiàn)Inaba法(改良)中的相應(yīng)步驟。
2. BMDC 的大量制備
2.1 步驟1中獲得的小鼠骨髓細(xì)胞計(jì)數(shù)后用含 10% FBS的RPMI 1640完全培養(yǎng)液調(diào)整細(xì)胞濃度為 2 x 105/ml;
2.2 鋪至6孔培養(yǎng)板內(nèi),每孔5 ml 細(xì)胞,同時(shí)加入重組小鼠GM-CSF(1000 U/ml)和IL-4(1000 U/ml),37℃,5% CO2 培養(yǎng)箱培養(yǎng);
注:1)作者試探了125 U/ml、250 U/ml、500 U/ml 和 1000U/ml四個(gè)細(xì)胞因子濃度,發(fā)現(xiàn)濃度越低,BMDC細(xì)胞產(chǎn)量和成熟度越低,所以仍建議用1000 U/ml。
2) 筆者認(rèn)為,1000 U/ml 是一個(gè)非常高的濃度,會(huì)導(dǎo)致培養(yǎng)成本過(guò)高。
2.3 在培養(yǎng)的第4天,向培養(yǎng)體系中補(bǔ)充重組小鼠 GM-CSF(1000 U/ml)和 IL-4(1000 U/ml); 注:向培養(yǎng)體系中直接補(bǔ)充細(xì)胞因子而不換液的目的是避免出現(xiàn)任何細(xì)胞損失,以獲得最大量的DC.筆者認(rèn)為,培養(yǎng)過(guò)程中必然會(huì)出現(xiàn)培養(yǎng)液發(fā)黃 的情況,如果不換液而只是添加細(xì)胞因子,細(xì)胞很快會(huì)因?yàn)闋I(yíng)養(yǎng)不夠而死亡。所以筆者建議在第4天和第7天時(shí)將培養(yǎng)液半量或3/4量吸出,離心后加入含足量GM-CSF和IL-4的新鮮培養(yǎng)液重懸細(xì)胞沉淀,然后再將 細(xì)胞放回至原板。
2.4 培養(yǎng)的第7天收集 DC,用2-4ml RPMI 1640完全培養(yǎng)液重懸,加至等體積的14.5%(w/v)甲泛葡胺上,1200 x g室溫離心20 min。
注:此時(shí)的DC為不完全成熟的BMDC,要想進(jìn)一步成熟,請(qǐng)?zhí)敛襟E 3。
2.5 收集中間層,并用RPMI 1640完全培養(yǎng)液洗3次備用。
3. BMDC 的完全成熟
3.1 步驟2.4中收集的 BMDC,重新鋪板,并向培養(yǎng)體系中加入重組小鼠GM-CSF(1000 U/ml)和 IL-4(1000 U/ml),以及 LPS(1-10μg/ml)
3.2 37℃,5% CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng) 2 天,獲得成熟的BMDC。
【BMDC大量制備法】-Lutz法[8]
¾ 背景:
1. Lutz法與Son法相似,均可大量制備BMDC,但與Son 法相比,Lutz法更為廣泛地被采用,從以下兩個(gè)方面可以得到印證:
1) 雖然Lutz法比Son法早發(fā)表3年(分別是1999年和2002年),但截至2015年12月,PubMed中已有633篇文獻(xiàn)中引用Lutz法,而僅有24篇文獻(xiàn)引用 Son法。
2) 在美國(guó)著名的學(xué)術(shù)社交平臺(tái):www.researchgate.net 上有一個(gè)交流帖,問(wèn):Does anyone have a protocol for generating dendritic cells from mouse bone marrow using GM-CSF? 回答者中大多數(shù)推薦和盛贊Lutz的BMDC培養(yǎng)法。
2. 該法可獲得更多的 BMDC,達(dá)1-3 x 108 個(gè)/小鼠,而且純度可達(dá) 90-95%;
3. 該法比Son法使用的細(xì)胞因子濃度低得多,僅為200 U/ml,而且培養(yǎng)的第8天到 第10天降為30-100 U/ml,這樣可以大幅節(jié)約試劑成本;
4. 該法與Inaba經(jīng)典方法和Son法的最大不同是使用細(xì)菌培養(yǎng)皿(Petri dish)而非細(xì)胞培養(yǎng)板來(lái)培養(yǎng)骨髓細(xì)胞。Inaba的解釋是細(xì)菌培養(yǎng)皿不容易使骨髓中的巨噬 細(xì)胞貼壁,從而抑制巨噬細(xì)胞的發(fā)育,進(jìn)而避免巨噬細(xì)胞對(duì)DC成熟的抑制作用, 這可能是該法能夠以較低鋪板密度獲得大量 BMDC 的主要原因。
5. 但該法的培養(yǎng)時(shí)間較長(zhǎng),需要10-12天,一方面是為了獲得更多的BMDC,另一 方面,大多數(shù)粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞很難存活這么長(zhǎng)時(shí)間,因此可提高最終獲得的BMDC的純度;
6. 該法僅用GM-CSF進(jìn)行誘導(dǎo)培養(yǎng),得到的BMDC中未成熟和成熟DC均有,若 要進(jìn)一步提高成熟度,需用LPS或TNF-α再誘導(dǎo)1-2 天,其中成熟DC細(xì)胞的含量將達(dá)到50-70%。
¾ 培養(yǎng)步驟:
1. 小鼠骨髓細(xì)胞的獲得
見(jiàn)Inaba法(改良)中的相應(yīng)步驟,注意省去溶血步驟。
2. BMDC 的大量制備
2.1 步驟1中獲得的小鼠骨髓細(xì)胞計(jì)數(shù)后用含 10% FBS的RPMI 1640完全培養(yǎng)液調(diào)整細(xì)胞濃度為2 x 105/ml;
2.2 鋪至100 mm細(xì)菌培養(yǎng)皿(Petri Dish) 中,每皿10 ml細(xì)胞,同時(shí)加入重組小鼠GM-CSF(200 U/ml,對(duì)于PeproTech的GM-CSF,相當(dāng)于20 ng/ml),37℃,5% CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng);注:此處使用的是細(xì)菌培養(yǎng)皿,而非細(xì)胞培養(yǎng)板。
2.3 第3天時(shí),向培養(yǎng)皿中再加入10 ml含20 ng/ml重組小鼠GM-CSF的完全培養(yǎng)液;
2.4 第6天和第8天分別半量換液,即收集舊培養(yǎng)液,離心后用含20 ng/ml重組小鼠GM-CSF的完全培養(yǎng)液重懸細(xì)胞沉淀,然后再將細(xì)胞懸液放回原皿;
2.5 第10天時(shí)可收集細(xì)胞,即為BMDC。
注:1)此時(shí)也可繼續(xù)培養(yǎng)至第12天。若繼續(xù)培養(yǎng),可使用30-100 U/ml(即3 ng-10 ng/ml)的重組小鼠GM-CSF.
2)雖然培養(yǎng)時(shí)間越長(zhǎng),細(xì)胞表型上越成熟(CD11c的表達(dá)量高),但混合淋巴細(xì)胞反應(yīng)實(shí)驗(yàn)顯示,培養(yǎng)第8天和第10天收獲的BMDC具有最強(qiáng)的刺激能力,而培養(yǎng)第12天的BMDC刺激能力明顯減弱。
3)經(jīng)過(guò)10天的培養(yǎng),每皿平均可收獲9.2 x 106個(gè)細(xì)胞。
3. BMDC的完全成熟
3.1 培養(yǎng)第10天的DC用移液器輕輕吹打收集懸浮細(xì)胞,300 x g室溫離心5 min;
3.2 棄上清,用10 ml RPMI 1640完全培養(yǎng)液重懸細(xì)胞沉淀,然后鋪于100 mm細(xì)胞培養(yǎng)板;注:此處不再用細(xì)菌培養(yǎng)皿,而是用細(xì)胞培養(yǎng)板,因 BMDC已形成,呈半懸浮狀態(tài),骨髓中殘留的巨噬細(xì)胞前體雖然可貼附于細(xì)胞培養(yǎng)板,但不再會(huì)對(duì)DC的成熟起到抑制作用,反而會(huì)因?yàn)槠滟N于板底而使懸液中的DC的純度更高。
3.3 加入重組小鼠GM-CSF(100 U/ml , 相當(dāng)于PeproTech的10 ng/ml)和TNF-α(500 U/ml),或重組小鼠GM-CSF(100U/ml,相當(dāng)于PeproTech 的10ng/ml)和LPS(1 μg/ml);
3.4 37℃,5% CO2培養(yǎng)箱繼續(xù)培養(yǎng)1-2天。
【BMDC的鑒定】
1. 形態(tài)學(xué)觀察:BMDC 多數(shù)呈集落生長(zhǎng),細(xì)胞有多個(gè)樹(shù)突樣突起,成熟的 BMDC 更加 明顯;
2. 細(xì)胞表型分析:流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)DC細(xì)胞表面 CD11c,CD40,CD80,CD86,MHC II類(lèi)分子(I-A/I-E) 等的表達(dá),BMDC高表達(dá)這些分子,完全成熟的BMDC中這些分子的表達(dá)會(huì)進(jìn)一步提高。
3.混合淋巴細(xì)胞反應(yīng)(MLR):BMDC具有較強(qiáng)的刺激能力,且成熟度越高,刺激能力越強(qiáng)。
摘自文獻(xiàn) Lutz MB, et al. J Immunol Metods. 1999; 223(1): 77-92 [8]
【注意事項(xiàng)】
1. 小鼠品系和性別:
多數(shù)研究表明,所使用的小鼠品系與獲得 BMDC 的數(shù)量和成熟度關(guān)系不大[9],但也有研究表明C57BL/6小鼠可能更好。
Lutz表示從C57BL/10,DBA/2,C3 H/J和129等小鼠品系均可獲得足夠數(shù)量和純 度的 BMDC,但 Lutz 在其實(shí)驗(yàn)中更傾向于使用 C57BL/6,ICR 和 BALB/c小鼠,且發(fā)現(xiàn) C57BL/6 小鼠的BMDC產(chǎn)量最高,而且ICR小鼠和C57BL/6小鼠的BMDC對(duì)LPS 的成熟誘導(dǎo)敏感度高于BALB/c小鼠[8].
關(guān)于小鼠的性別,Inaba認(rèn)為雄性小鼠更好些,因?yàn)樗麄兊墓趋栏,從而可以獲 得更多的前體細(xì)胞[10],但多數(shù)學(xué)者更傾向于使用雌性小鼠。
因此,目前培養(yǎng)BMDC用的比較多的小鼠是雌性或雄性C57BL/6小鼠。
2. 單獨(dú)使用GM-CSF還是聯(lián)合使用IL-4?
Inaba經(jīng)典法和Lutz大量制備法中均僅用GM-CSF即可誘導(dǎo)出相當(dāng)數(shù)量的 BMDC,而且也在混合淋巴細(xì)胞反應(yīng)中表現(xiàn)出較強(qiáng)的刺激作用,但其實(shí)這些 BMDC的成熟度并不足夠高。
研究顯示,GM-CSF+IL-4聯(lián)合誘導(dǎo)比GM-CSF單獨(dú)誘導(dǎo)產(chǎn)生的BMDC表達(dá)更高的MHC II類(lèi)分子和共刺激分子CD80和CD86等,提示前者具有更強(qiáng)的抗原遞呈能力,而且前者在混合淋巴細(xì)胞反應(yīng)中表現(xiàn)出更有效的刺激能力[5,7].在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn),GM-CSF+IL-4 聯(lián)合誘導(dǎo)的BMDC可產(chǎn)生保護(hù)性抗腫瘤免疫反應(yīng),而GM-CSF單獨(dú)誘導(dǎo)的BMDC的保護(hù)性較弱 [6],這些都說(shuō)明 GM-CSF+IL-4聯(lián)合誘導(dǎo)的BMDC的成熟度高于GM-CSF單獨(dú)誘導(dǎo)的BMDC.
德國(guó)明斯特大學(xué)(University of Munster)的Labeur研究也表明,單獨(dú)用GM-CSF誘導(dǎo)的BMDC為未成熟DC,GM-CSF和IL-4聯(lián)合誘導(dǎo)產(chǎn)生的BMDC 的成熟度居中,添加CD40L或LPS可進(jìn)一步誘導(dǎo)BMDC完全成熟 [7].
因此筆者認(rèn)為,要想獲得功能更好的BMDC,最好用GM-CSF和IL-4聯(lián)合誘導(dǎo)骨髓細(xì)胞。而且,如果能在Inaba經(jīng)典法和Lutz大量制備法中添加IL-4,應(yīng)該會(huì)獲得更加成熟、有效的BMDC.
3. 成熟誘導(dǎo)劑的選擇
LPS,CD40L和TNF-α無(wú)論對(duì)人DC還是小鼠DC均是常用、有效的成熟誘導(dǎo)劑,那么應(yīng)該選擇哪個(gè)呢?
TNF-a 誘導(dǎo)DC的成熟能力在三者中最弱[7,8].LPS 和 CD40L均是DC體外完全成熟的強(qiáng)誘導(dǎo)劑,兩者誘導(dǎo)DC的成熟度相似,但誘導(dǎo)產(chǎn)生的細(xì)胞因子譜有差異。CD40L誘導(dǎo)成熟的BMDC在體內(nèi)顯示出最強(qiáng)的免疫調(diào)節(jié)能力,包括保護(hù)性和治療性腫瘤免疫反應(yīng)的產(chǎn)生[7].
用LPS刺激DC完全成熟所用的濃度一般為 1-10μg/ml,但其實(shí)0.1 μg/ml已經(jīng)有非 常強(qiáng)的作用,但保險(xiǎn)起見(jiàn),一般選用1 μg/ml。
對(duì)于CD40L需要注意的是,CD40L分子屬于TNF配體家族,該家族的特點(diǎn)是在形 成三聚體后才能發(fā)揮作用。所以最好能用重組的CD40L三聚體蛋白來(lái)刺激DC,這樣會(huì)有很好的效果。如果用CD40L單體來(lái)刺激DC,多數(shù)情況下成熟度并不是很高。
4. 培養(yǎng)方法的選擇
本文列出迄今為止最常用的三種BMDC培養(yǎng)方法,我們從下表中可以更清楚地看出這三種方法的異同,相信您能根據(jù)您的需要作出正確的判斷。
注:1. 該表是從文獻(xiàn)[8]修改和添加而來(lái);
2. 這里的Inaba法指的是其原法[2],而不是本文中的改良法。
【BMDC 培養(yǎng)試劑推薦】
生產(chǎn)商 | 產(chǎn)品名稱 | 產(chǎn)品編號(hào) | 產(chǎn)品規(guī)格 | 使用濃度 |
PeproTech | 重組小鼠 GM-CSF | 315-03 | 5μg/20μg/50μg/100μg/250μg/500μg/1mg | 25-50ng/ml |
PeproTech | 重組小鼠 IL-4 | 214-14 | 5μg/20μg/50μg/100μg/250μg/500μg/1mg | 10-40ng/ml |
PeproTech | 重組小鼠 TNF-α | 315-01A | 5μg/20μg/50μg/100μg/250μg/500μg/1mg | 25-50ng/ml |
PeproTech | 重組小鼠 sCD40L | 315-15 | 5μg/25μg/100μg/250μg/500μg/1mg | 1μg/ml |
【BMDC 鑒定試劑推薦】
生產(chǎn)商 | 產(chǎn)品名稱 | 產(chǎn)品編號(hào) | 克隆號(hào) | 熒光標(biāo)記 | 產(chǎn)品規(guī)格 |
PeproTech(BioGems) | 抗小鼠 CD11c熒光標(biāo)記抗體 | 3212 | N418 | FITC/PE/APC/PerCP-Cy5.5 /APC-Cy7/PE-Cy7 | 25μg/100μg/500μg |
抗小鼠 CD40熒光標(biāo)記抗體 | 2512 | HM40-3 | FITC | 50μg/100μg/500μg/1000μg | |
抗小鼠 CD80熒光標(biāo)記抗體 | 2912 | 16-10A1 | FITC/PE/APC | 25μg/100μg/500μg | |
抗小鼠 CD86熒光標(biāo)記抗體 | 8912 | GL-1 | FITC/PE/APC/PE-Cy7 | 25μg/100μg/500μg | |
抗小鼠 MHC II類(lèi)分子(I-A/I-E)熒光標(biāo)記抗體 | 86212 | M5/114.15.2 | FITC/PE/APC/PE-Cy7 | 25μg/100μg/200μg /500μg |
注:用于DC鑒定的表面標(biāo)志物的表達(dá)在流式圖上均呈現(xiàn)單個(gè)峰,且多數(shù)情況下不能與陰性峰完全區(qū)分開(kāi)來(lái)。為避免多色分析時(shí)補(bǔ)償調(diào)節(jié)不好導(dǎo)致結(jié)果的不準(zhǔn)確性,建議最好用單標(biāo),最多用雙標(biāo)來(lái)做DC表面標(biāo)志的分析,而且必須使用同型對(duì)照,而非空白細(xì)胞對(duì)照來(lái) 排除背景染色。
【參考文獻(xiàn)】
[1] Steinman RM, Cohn ZA. Identification of a novel cell type in peripheral lymphoid organs of mice. I. Morphology, quantitation, tissue distribution. J. Exp. Med. 1973; 137 (5): 1142–62.
[2] Inaba K, Steinman RM, et. al. Identification of proliferating dendritic cell precursors in mouse blood. J. Exp. Med. 1992; 175(5):1157-67.
[3] Inaba K, Inaba M, et. al. Generation of large numbers of dendritic cells from mouse bone marrow cultures supplemented with granulocyte/macrophage colony-stimulating factor. J. Exp. Med. 1992; 176(6):1693-702.
[4] Romani N, Gruner S, et. al. Proliferating dendritic cell progenitors in human blood. J. Exp.
Med. 1994; 180(1):83-93.
[5] Zorina T, Mayordomo JI, et. al. Culture of dendritic cells from murine bone marrow supplemented with GM-CSF and TNF-alpha J. Immunother. 1994; 16(3):247.
[6] Mayordomo JI, Zorina T, et. al. Bone marrow-derived dendritic cells pulsed with synthetic tumour peptides elicit protective and therapeutic antitumour immunity. Nat Med. 1995;1(12):1297-302.
[7] Labeur MS, Roters B, et. al. Generation of tumor immunity by bone marrow-derived dendritic cells correlates with dendritic cell maturation stage. J Immunol. 1999;162(1):168-75.
[8] Lutz MB, Kukutsch N, et. al. An advanced culture method for generating large quantities of highly pure dendritic cells from mouse bone marrow. J Immunol Methods. 1999;223(1):77-92.
[9] Son YI, Egawa S, et. al. A novel bulk-culture method for generating mature dendritic cells from mouse bone marrow cells. J Immunol Methods. 2002; 262(1-2):145-57.
[10] Inaba, K., Romani, N., et al. Generation of dendritic cells from proliferating mouse bone marrow progenitors. In: Coico, R., Ranz, A., Kruisbeek,A.M. (Eds.), Current Protocols in Immunology.Wiley, New York. 1998; Unit 3.7.