NDV7793促进人CD4+T细胞表达TRAIL的实验研究

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  【摘要】 目的:研究新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)弱毒株NDV7793能否促进人CD4+ T细胞表达肿瘤坏死因子相关凋亡因子诱导配体(TNF-related apoptosis-inducing ligand,TRAIL)。方法:首先用免疫磁珠分选法(magnetic activated cell sorting, MACS)分选外周血静止CD4+ T细胞,然后加抗CD3抗体、抗CD28抗体和白细胞介素-2(interleukin-2,IL-2)使之成为能被NDV激活的CD4+ T细胞。用流式细胞技术(flow cytometry,FCM)检测NDV刺激的CD4+ T细胞的TRAIL的表达水平。结果:MACS法分选外周血得到的CD4+ T细胞纯度达到(97.38±0.28)%;能被NDV激活的CD4+ T细胞表面分子CD25和CD69双阳性表达率可达(29.30±1.08)%,与PBS阴性对照组(2.40±1.30)%相比,差异有统计学意义(P<0.05);FCM检测结果显示,与对照组比较,NDV7793刺激的CD4+ T细胞TRAIL表达水平均有显著升高,且在NDV7793效价为25 HU时达到最大值。结论:NDV7793可刺激CD3抗体、CD28抗体和IL-2预先活化的CD4+ T细胞表达TRAIL。
  【关键词】 新城疫病毒; CD4+ T细胞; TNF相关凋亡诱导配体
  NDV是经过临床评估后可以作为载体用于溶瘤治疗、基因治疗和免疫激活的五种病毒之一[1-3]。全身治疗时,只有少部分NDV能到达肿瘤组织,其发挥直接的溶瘤作用十分有限[4]。然而NDV在抗肿瘤中却仍能发挥重要作用,这与NDV刺激免疫细胞而发挥抗肿瘤效应有关,这些细胞包括NK细胞、巨噬细胞、树突状细胞以及T细胞等[5-8]。已有实验证明,NDV可刺激NK细胞和巨噬细胞诱导TRAIL的产生而杀伤肿瘤[5-6]。那么CD4+ T细胞是否能在NDV的刺激后上调TRAIL的表达呢?这方面的研究还未见报道。本研究选用来自江西鄱阳湖野鸭的非溶瘤株NDV7793,探讨NDV7793激活人CD4+ T细胞与TRAIL的关系。
  1 材料与方法
  1.1 材料 新城疫病毒WDKX/7793/2004(简称NDV7793)分离自江西鄱阳湖的野鸭,由香港大学医学院微生物学系管轶教授馈赠;细胞与鸡胚CD4+ T细胞分离自健康人群的外周血(得到捐献者知情同意)。9~10 d SPF鸡胚,购自南宁市良凤江农牧有限公司;淋巴细胞分离液购自挪威AXIS-SHIELD公司;CD4+ T细胞分选试剂盒(130-091-155)购自Miltenyi公司;PE标记的鼠抗人CD25(anti-CD25-PE)单克隆抗体、FITC标记的鼠抗人CD69(anti-CD69-FITC)单克隆抗体、PE标记的鼠抗人TRAIL(anti-TRAIL-PE)单克隆抗体、PE标记的Mouse IgG1 κ同型对照、FITC标记的Mouse IgG1 κ同型对照、鼠抗人CD3(anti-CD3)单克隆抗体、鼠抗人CD28(anti-CD28)单克隆抗体均购自eBioscience公司;FITC标记的鼠抗人CD4(anti-CD4-FITC)单克隆抗体购自BD公司;重组人IL-2、重组人IFNα均购自PEPROTECH公司;RNeasy Mini总RNA提取试剂盒购自QIAGEN公司;流式细胞仪(BDFACSCalibur)为美国BD公司产品。
  1.2 方法
  1.2.1 NDV7793的扩增与纯化 取0.2 mL血凝效价为51.2 HU(hemagglutinationuint,血凝单位)的NDV7793接种于9~10日龄的SPF鸡胚中。扩增培养48 h后,收取血凝效价≥1:1024的尿囊液,置4 ℃备用。4 ℃离心(1000×g,30 min)初步纯化,取上清液于4 ℃超速离心(50000×g,1 h),去上清。用含0.1%EDTA的PBS溶解病毒沉淀,得NDV7793病毒原液,效价51200 HU。将病毒原液用含0.1%EDTA的PBS 10倍稀释成5120 HU的病毒工作液,置-80 ℃保存,备用。
  1.2.2 CD4+ T细胞的分离纯化及鉴定 抽取健康志愿者的静脈血,用肝素钠抗凝,与生理盐水等体积稀释后采用Ficoll密度梯度离心法离心(800×g,离心20 min),以获取外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cell,PBMC),之后用生理盐水充分洗涤所得PBMC并计数。采用免疫磁珠分选法(阴选法)从PBMC悬液中分选收集CD4+ T细胞。所得CD4+ T细胞在2 h内以anti-CD4-FITC抗体染色,同时设立IgG同型对照组和空白对照组,经FCM鉴定后,以CD4+ T细胞的比例为90%~99%作为合格纯度。
  1.2.3 CD4+ T细胞的预先活化及活化水平的检测 取无菌96孔平底板,每孔加入50 μL(10 μg/mL)的anti-CD3抗体进行包被,4 ℃孵育过夜,弃去anti-CD3包被液,用200 μL PBS洗涤两次,每孔加入2×105个CD4+ T细胞,再依次加入anti-CD28和IL-2(终浓度分别为2 μg/mL和200 U/mL),作用16 h后,将5×105个anti-CD3、anti-CD28和IL-2活化后的CD4+ T细胞重悬于PBS中,加入anti-CD69-FITC和anti-CD25-PE抗体进行染色,2 h内采用FCM法检测CD4+ T细胞的活化水平。
  1.2.4 FCM检测不同效价NDV7793刺激anti-CD3、anti-CD28和IL-2活化的CD4+ T细胞16h后对TRAIL蛋白表达的影响 采用效价分别为25、50、100、200 HU的NDV7793刺激活化的CD4+ T细胞16 h。设立四组对照组:阴性对照组(PBS)、IFNα阳性对照组(IFNα,200 U/mL)、25 HU经紫外线灭活的NDV7793(ultra-violet inactivated NDV7793,UV-NDV7793 )刺激组和25 HU NDV刺激的未活化的CD4+ T细胞组。收集各组CD4+ T细胞,加入5 μL anti-TRAIL-PE抗体染色(同时设立IgG同型对照组和空白对照组),4 ℃孵育30 min,加入PBS,200×g离心10 min,洗涤细胞两次,加入300 μL PBS重悬细胞,FCM检测CD4+ T细胞表面TRAIL蛋白的表达情况。   1.3 统计学处理 采用SPSS 13.0统计学软件对数据进行处理,计量数据以(x±s)表示,进行随机区组设计方差分析,以P<0.05为差异有统计学意义。
  2 结果
  2.1 CD4+ T细胞纯度的鉴定 FCM法检测结果显示,经过免疫磁珠分选法分选出的CD4+ T细胞的纯度达到(97.38±0.28)%。
  2.2 anti-CD3、anti-CD28和IL-2活化CD4+ T细胞的结果 CD4+ T细胞经anti-CD3、anti-CD28和IL-2活化后,FCM检测CD4+ T细胞的活化程度,即CD25和CD69在CD4+ T细胞膜上表达率。结果如图1所示,活化的CD4+ T细胞的CD25和CD69的双阳性表达率可达(29.30±1.08)%,远高于PBS阴性对照组的(2.40±1.30)%,差异有统计学意义(P<0.01),见图1。
  2.3 NDV7793刺激anti-CD3、anti-CD28和IL-2活化后的CD4+ T细胞后对CD4+ T细胞中TRAIL蛋白表达水平的影响 采用不同效价的NDV7793刺激anti-CD3、anti-CD28和IL-2活化的CD4+ T细胞16 h后,FCM检测TRAIL蛋白的表达情况,结果显示不同效价NDV(25、50、100 HU和200 HU)刺激后的TRAIL蛋白的表达量分别为(26.59±5.79)%、(22.94±3.23)%、(18.76±2.85)%和(19.56±4.51)%,与PBS阴性对照组的(5.82±2.05)%和未活化组(4.28±1.42)%比较,差异有统计学意义(P<0.01)。其中25 HU NDV7793刺激组与IFNα阳性对照组(21.36±1.60)%比较,差异也有统计学意义(P<0.05)。UV-NDV刺激組的TRAIL蛋白表达率为(14.08±2.62)%,与PBS组比较差异有统计学意义(P<0.01)。25 HU NDV7793刺激组与UV-NDV刺激组比较,差异有统计学意义(P<0.01),同时与100、200 HU NDV7793刺激组比较,差异也有统计学意义(P<0.05),从而可知,25 HU NDV7793刺激活化的CD4+ T细胞TRAIL蛋白表达量最高(图2)。
  3 讨论
  T细胞是人体重要的免疫细胞之一。根据其表面的白细胞分化抗原的不同,又可以分为CD4+ T细胞、CD8+ T细胞等亚群。根据T淋巴细胞的功能可将其分为细胞毒性T细胞(cytotoxic T cell,CTL)、辅助性T细胞(helper T cell)、调节/抑制T细胞(regulatory/suppressor T cell)和记忆T细胞(memory T cell)。长期以来,在抗肿瘤细胞免疫中,人们一直把重点放在CD8+ T CTL上,而忽视了CD4+ T CTL和CD4+ Th细胞的作用。已有研究表明活化的CD4+ CTL细胞可直接杀伤肿瘤细胞[9],然而NDV通过对CD4+ T细胞的免疫刺激进而发挥抗肿瘤效应的研究较少报道,因此,笔者选择用NDV7793弱毒株刺激CD4+ T细胞,探讨CD4+ T细胞活化的初步机制,为后续研究NDV7793活化CD4+ T细胞对癌细胞的杀伤及机制研究奠定基础。
  关于活化CD4+ T细胞的表型,笔者选择了TRAIL。TRAIL是继TNF、FasL之后发现的第3个TNF家族的凋亡因子,在大多数的正常组织细胞都有显著表达,但并不杀伤大多数的正常细胞,其首要的作用是介导肿瘤细胞的凋亡。在肿瘤生物治疗中,TRAIL作为肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)超家族成员之一,已经成非常有潜力的肿瘤生物治疗因子之一[10-11]。
  实验中笔者用流式细胞术(FMC)检测到了受NDV7793刺激的活化的CD4+ T细胞显著表达了TRAIL蛋白,与IFNα阳性对照组及PBS为阴性对照组相比,差异具有统计学意义(P<0.05),证实了NDV7793可以上调活化的CD4+ T细胞TRAIL的表达。NDV7793在刺激未活化的CD4+ T时,TRAIL蛋白并没有得到显著表达,在此笔者推测NDV7793不能激活CD4+ T细胞,并且只能通过活化后的CD4+ T发挥抗肿瘤效应。另外,被灭活的NDV7793(UV-NDV)在刺激活化的CD4+ T时,TRAIL蛋白的表达高于PBS阴性对照组,却低于IFNα阳性对照组和未被灭活的NDV7793组(图2),说明TRAIL的上调过程可能存在多个途径,需要进行进一步研究。
  在NDV刺激CD4+ T细胞分泌TRAIL蛋白的实验中,笔者还发现,NDV刺激CD4+ T细胞分泌TRAIL,随着NDV效价的增高到一定的浓度(25 HU),CD4+ T细胞分泌TRAIL反而下降(图2),可能的原因是25 HU的NDV是刺激CD4+ T细胞表达TRAIL的合适浓度,当提高NDV浓度后,过多的NDV将通过抑制CD4+ T细胞表达TRAIL过程的某个机制而下调TRAIL的表达,NDV与CD4+ T细胞表达TRAIL这种负相关的详细机制,值得去深入探讨。
  综上,笔者证实了NDV7793刺激活化的CD4+ T细胞后,上调了TRAIL蛋白的表达,为进一步完善NDV通过TRAIL发挥抗肿瘤效应的免疫机制奠定基础,也为NDV应用于抗肿瘤的免疫治疗提供一些基础研究的实验线索。
  参考文献
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  (收稿日期:2014-02-19) (本文编辑:蔡元元)
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