引言
自然殺傷（NK）細胞在識別和殺死腫瘤和病毒感染的先天和后天免疫反應(yīng)中扮演著關(guān)鍵的角色。因此，已有許多研究嘗試研發(fā)在體外激活和擴增NK細胞的方法，以用于和免疫細胞相關(guān)研究，而目前的方法包括使用細胞因子、化學(xué)試劑以及飼養(yǎng)細胞1， 其中細胞因子在調(diào)節(jié)NK細胞的活性中具有核心作用。據(jù)報道， IL-2、IL-12、IL-15、IL-18、IL-21和IFN-γ被歸類為NK細胞的細胞毒性和增殖的活化細胞因子，并增強NK細胞對各種腫瘤的細胞毒性作用2。然而，這些激活NK細胞的細胞因子組合仍需研究人員進一步優(yōu)化。
此應(yīng)用說明描述了使用康寧NK無血清培養(yǎng)試劑盒II快速擴增NK 細胞的步驟，以及能驗證該試劑盒的測試方法。該測試結(jié)果顯示康寧NK無血清培養(yǎng)試劑盒II能為研究人員制備擴增能力強、細胞活力好以及細胞毒性高的NK細胞提供支持。
該NK無血清培養(yǎng)試劑盒II中含有1瓶1 mL的包被培養(yǎng)基，1瓶50 mL 的基礎(chǔ)培養(yǎng)基，1瓶1,000 mL的擴增培養(yǎng)基和1個透氣性細胞培養(yǎng)袋。前兩個試劑被專門設(shè)計用于NK細胞的激活培養(yǎng)，而擴增培養(yǎng)基和細胞培養(yǎng)袋則被用于擴增NK細胞。NK激活培養(yǎng)基和擴增培養(yǎng)基均是采用優(yōu)質(zhì)的試劑和符合良好生產(chǎn)規(guī)范（cGMP）級的原料制造的。培養(yǎng)基中存在的唯一蛋白質(zhì)是可注射等級的血清白蛋白和重組人胰島素。
結(jié)果
NK細胞形態(tài)
樹突狀細胞附著在培養(yǎng)瓶表面上，而NK細胞經(jīng)培養(yǎng)會形成較小的細胞團塊。該細胞團塊的體積會隨著細胞密度的上升而增加。圖1顯示培養(yǎng)第10天后NK細胞在不同培養(yǎng)基中的形態(tài)。NK培養(yǎng)試劑盒和NK無血清培養(yǎng)試劑盒II的培養(yǎng)液中觀察到的細胞團塊遠多于競爭產(chǎn)品I和競爭產(chǎn)品Y的培養(yǎng)基中觀察到的細胞團塊。
材料和方法
根據(jù)說明書使用淋巴細胞分離液（康寧目錄編號：25-072-CI）將外周血單個核細胞（PBMCs）從健康供體的血液中分離。
將3×107個細胞/mL的PBMC懸浮于20 mL的激活培養(yǎng)基（含10％自體血漿的NKCC-1培養(yǎng)基）中后轉(zhuǎn)移至預(yù)包被的T-75的培養(yǎng)瓶中， 隨后置于含5% CO2的培養(yǎng)箱中在37℃下培養(yǎng)2-3天。T-75培養(yǎng)瓶在使用前均預(yù)先以NKCC-3培養(yǎng)基進行包被。
將10 mL的激活培養(yǎng)基（含10％自體血漿的NKCC-1培養(yǎng)基）加入該T-75培養(yǎng)瓶中后繼續(xù)培養(yǎng)細胞2天直至細胞密度達到2x106個細胞/mL以上。
懸液在800 ×g下離心5分鐘以收集所有PBMC細胞。將沉淀的細胞重新懸浮于含10%自體血漿的NKCC-2培養(yǎng)基中，再補充5%的自體血漿，并轉(zhuǎn)移至細胞培養(yǎng)袋中培養(yǎng)。每2-3天檢查細胞狀態(tài)，并加入新鮮的NKCC-2培養(yǎng)基將細胞密度維持在5×105至1×106個細胞
/mL的范圍內(nèi)。培養(yǎng)14天后收集細胞進行細胞計數(shù)，同時利用BD AccuriTM C6流式細胞儀（BD Biosciences）分析細胞表面標(biāo)志物
（CD3-/CD56+）的表達。此外，該NK細胞還通過CCK-8法，以K562作為靶細胞（效應(yīng)細胞與靶細胞，即E/T的比率為5和10）檢測其細胞的毒性殺傷能力。
圖1. 培養(yǎng)10天后NK細胞的形態(tài)。培養(yǎng)于NK無血清培養(yǎng)試劑盒II、NK培養(yǎng)試劑盒、競爭產(chǎn)品I和競爭產(chǎn)品Y10天后的NK細胞。以上為隨機選擇的照片。比例尺：200 µm。
NK細胞的增殖和擴增
對于NK細胞的增殖，如圖2和圖3所示，NK細胞在分別利用NK無血清培養(yǎng)試劑盒II和NK培養(yǎng)試劑盒培養(yǎng)14天后擴增了230倍和200倍，總細胞數(shù)量分別為7 x 109個細胞和 6 x 109個細胞，比競爭產(chǎn)品I的培養(yǎng)試劑盒（只達到70倍的擴增）多了3倍。利用競爭產(chǎn)品Y的培養(yǎng)試劑盒培養(yǎng)的NK細胞呈比較差的擴增表現(xiàn)，這也與其細胞形態(tài)學(xué)觀察結(jié)果一致。
NK細胞的表型
NK細胞的特異表面標(biāo)志物為CD3-/CD56+。流式細胞的分析結(jié)果 顯示使用NK無血清培養(yǎng)試劑盒II可獲得86.7％的NK陽性細胞，而使用競爭產(chǎn)品I和競爭產(chǎn)品Y的培養(yǎng)試劑盒則獲得相對較少的NK 陽性細胞（分別為66.1％和78.8％），數(shù)據(jù)如圖4所示。
CCK-8細胞毒性
將5×105個及1×106個效應(yīng)細胞（NK細胞）/mL分別與1×105個靶 細胞（K562細胞）/mL在96孔微孔板（100 µL）中混合后置于含5% CO2的培養(yǎng)箱中在37℃下隔夜共培養(yǎng)。分析前在每孔細胞均加入10 µL的細胞計數(shù)試劑盒8（CCK-8）試劑（Sigma目錄編號：96992） 并進一步在37℃下孵育4小時后利用SpectraMax M4®（Molecular Devices）多功能微孔板檢測儀讀取吸光度數(shù)據(jù)。在E/T比例為5的狀況下，康寧NK無血清培養(yǎng)試劑盒II與競爭產(chǎn)品I（70％）和競爭產(chǎn)品Y（60％）相比具有更強的細胞毒性（100％）。
圖5.CCK-8法評估NK細胞對K562細胞的細胞毒性。該細胞毒性測定是在效應(yīng)細胞（NK細胞）與靶細胞（K562細胞）的比例為5和10的情況下進行。
結(jié)論
 使用康寧NK無血清培養(yǎng)試劑盒II可快速激活擴增NK細胞，可獲取數(shù)量大（~70億細胞，即230倍的增殖），具有高細胞毒性效力（在E/T比例為5：1的狀況下達到100％的細胞毒性效力）的NK細胞。
康寧NK無血清培養(yǎng)試劑盒II在無其他細胞因子（如IL-2）的條件下可以獲取較高的NK細胞增殖。
康寧NK無血清培養(yǎng)試劑盒II具有一套完整的材料和詳細的操作程序。
與競爭產(chǎn)品I和競爭產(chǎn)品Y的培養(yǎng)試劑盒相比，培養(yǎng)于康寧NK 無血清培養(yǎng)試劑盒II的NK細胞在生長、NK陽性細胞比率以及細胞毒性效力方面均表現(xiàn)出了更好的性能。
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附錄
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項目 NK無血清培養(yǎng)試劑盒II
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NK培養(yǎng)試劑盒
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競爭產(chǎn)品I
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競爭產(chǎn)品Y
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4個組分:
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5 個組分:
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1個組分:
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8個組分:
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1L NKCC-2擴增培養(yǎng)基
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預(yù)包被的T75培養(yǎng)瓶
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NK培養(yǎng)基（2L/2瓶）
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NK培養(yǎng)基（2L/2瓶）
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50mL NKCC-1激活培養(yǎng)基
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1L的KBM NK擴增培養(yǎng)基
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NK誘導(dǎo)因子（6瓶）
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1 mL NKCC-3包被培養(yǎng)基
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50 mL的NK基礎(chǔ)培養(yǎng)基
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項目 透氣性細胞培養(yǎng)袋
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1.8 mL的基礎(chǔ)添加試劑
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透氣性細胞培養(yǎng)袋
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產(chǎn)品包裝體積 1L
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1L
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1L
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2L
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PBMC的細胞接種數(shù)量 30 千萬
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30 千萬
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30 千萬
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30 千萬
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培養(yǎng)天數(shù) 14
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14
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14
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14
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細胞產(chǎn)量 ~6.9 億
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~6.0 億
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~2.1 億
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~0.9 億
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擴增倍數(shù) 230
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200
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70
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29.3
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CD3-/CD56+比例 86.70%
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67.10%
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66.10%
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78.80%
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效應(yīng)NK細胞數(shù)量 ~5.9 億
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~4.0 億
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~1.4 億
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~0.7 億
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細胞毒性（E/T=5） 100%
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75%
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72%
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68%
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培養(yǎng)基使用體積 1.5L
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1.5L
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1.5L
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800 mL
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IL-2使用體積（1000IU/mL） --
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1.5 mL
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1.5 mL
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--
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自體血漿使用體積 9.5 mL
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22 mL
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3.5 mL
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3.6 mL
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參考文獻
1. Zhang C, Zhang J, Niu J, Zhou Z, Zhang J, Tian Z. Interleukin-12 improves cytotoxicity of natural killer cells via upregulated expression of NKG2D. Hum Immunol 2008; 69:490-500.
2. Zhang C, Zhang J, Sun R, Feng J, Wei H, Tian Z. Opposing effect of IFN gamma and IFN alpha on expression of NKG2 receptors: negative regulation of IFN gamma on NK cells. Int Immunopharmacol 2005; 5:1057-67.
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