树突细胞和调节性T细胞的研究进展 PPT课件.ppt

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1、基因公司市场部基因公司市场部张张 姿姿DCDC细胞和调节性细胞和调节性T T细胞细胞研究新进展研究新进展树突细胞篇树突细胞篇树突细胞（树突细胞（Dendritic Cell；DC）树突细胞根据其独特形态而得名树突细胞根据其独特形态而得名,是目前功能最强大是目前功能最强大的抗原递呈细胞的抗原递呈细胞(APC)IL-4IL-2TNFa aIFNg gAPC与与T细胞细胞 间作相互用间作相互用细胞因子分泌细胞因子分泌增殖增殖/死亡死亡定量分析定量分析体内体内体外体外Important surface molecules of DCCD40CD80/86CD11cCD83树突细胞膜表面分子树突细胞膜表

2、面分子MHC-II黏附分子黏附分子CD1a 抗原呈递DC的起源和分类的起源和分类小鼠体内小鼠体内DC根据其起源、功能和分布情况根据其起源、功能和分布情况主要分为髓系主要分为髓系DC和淋巴系和淋巴系DC两种，分别两种，分别用用CD11b和和CD45R/B220区分区分人体人体DC至少可以分为与小鼠类似的两群：至少可以分为与小鼠类似的两群：DC1和和DC2外周血前体细胞可分为来源于外周血单个外周血前体细胞可分为来源于外周血单个核细胞的前体细胞核细胞的前体细胞pDC1和来源于血液或者和来源于血液或者扁桃体的类浆细胞的前体细胞扁桃体的类浆细胞的前体细胞pDC2人DC分类髓髓样DC(MDC)不表达不表达

3、lin(CD19lin(CD19、CD20CD20、CD56CD56、CD14CD14、CD3)CD3)但高表达但高表达HLA-DRHLA-DR及及CD11cCD11c;浆细胞淋巴胞淋巴样DC(PDC)不表达不表达lin(CD19lin(CD19、CD20CD20、CD56CD56、CD14CD14、CD3)CD3)高表达高表达HLA-DRHLA-DR及及CD123CD123.活化DC上调CD40、CD80、CD86 人外周血树突细胞髓系和淋巴系亚群分析人外周血树突细胞髓系和淋巴系亚群分析人外周血人外周血DC主要分为主要分为CD123+和和CD11亚群亚群 3-colorassaylin 1

4、FITC(Cat No.340546)、CD123 PE(Cat No.554529)、CD11C PE(Cat No.555392)、AntiHLA-DR PE-Cy5(Cat No.555813)、Mouse IgG1 PE(Cat No.555749)、Mouse IgG2a PE(Cat No.555574)4-colorassaylin 1 FITC、CD123 PE、CD11c APC(Cat No.559877)、AntiHLA-DR PerCP、Mouse IgG1 PE、Mouse IgG2a APC(Cat No.555576)人外周血人外周血DC1和和DC2的鉴定的鉴定4

5、-Color AssayR3:lin-HLA-DR-CD123+嗜碱性粒细胞R4：lin-HLA-DR+CD123+淋巴系细胞DC（DC2）R5：lin-HLA-DR+CD11C+髓系DC（DC1）小鼠小鼠DC分型分型名称名称 货号货号Anti-mouse B7-DC(CD273)PE 557796Rat IgG2a,PEisotype control 554689anti-mouse CD11b FITC 553310/557396anti-mouse CD11c APC 550261 CD45/B220 PerCP 553093Anti-mouse IFN-PE 554412Splenic

6、 dendritic cells(DCs)express B7-DC(Nguyen,L.T.,et al.2002.J.Exp.Med.)DC的生物学特征的生物学特征DC主要激活静息型Tcell,也可诱导繁殖型T细胞激发获得性免疫Diaz-de-Durana et al.(Blood.2006)等发现 DC与B细胞之间通过BLys激活B细胞和嵌合的Fc-TACI蛋白信号促使DC成熟DC激活巨噬细胞、NK细胞、NK-T细胞和嗜碱性粒细胞引发自然杀伤反应淋巴系DC通过快速分泌IFN-和IFN-对特定病毒产生应答DC与Th细胞的关系DC1IL-12Th1Th0Th2DC2pDC2发育IL-4未成熟D

7、C成熟DC促凋亡 IL-12(+)CD40/IFN-(-)DC的分化过程的分化过程CD11c-淋巴系淋巴系DCs类浆细胞类浆细胞(plasmacytoid)DCsCD34+骨髓前体细胞骨髓前体细胞GM-CSF 和TNFa IL-4间质间质DC激活静息型CD4和CD8 T细胞诱导静息型 B细胞分化成分泌 抗体的浆细胞向淋巴滤泡迁移形成滤泡向淋巴滤泡迁移形成滤泡DC 至初级抗体应答后，滤泡树突细胞 表面形成大量的抗原抗体复合物 形成一个抗体蓄水池，维持对记忆 型B细胞持续刺激典型典型DC成熟单核细胞单核细胞TNFaLangerhansDC 激活静息型T 细胞 捕获抗原 迁移至淋巴组织和呈递 抗原给

8、T细胞CD14-幼稚型幼稚型DC 快速分泌IFN-a 初级免疫淋巴系统淋巴系统IL-3居住在淋巴组织居住在淋巴组织T细细间隙腔里面间隙腔里面成熟和未成熟成熟和未成熟DCDC比较比较部分树突细胞表型分析部分树突细胞表型分析MarkerMHC II+Endocytosis+-CD54+CD80+CD86+CD58+CD40+CD83+CD191(CCR1)+CD195(CCR5)+CD196(CCR5)+CD197(CCR7)+部分胞内细胞因子及其受体部分胞内细胞因子及其受体受体配体未成熟未成熟DCCD191(CCR1)MIP-1.RANTEC,MIP-3,MIP-5CD192(CCR2)MCPs

9、CCR4TARC.MDCCD195(CCR5)MIP-1,RANTSCD196(CCR6)MIP-3 CXCR1IL-8CD184(CXCR4)SDF成熟成熟DCCCR7MIP-3 beta,SLC(6Ckine)DC的表型分析的表型分析体外培养的体外培养的MDDC(Monocyte derived DCs)表型分析表型分析BDTM CD86/CD209/CD83 组合组合CD209 PE Cat.No.551265CD86 PE-Cy5 Cat.No.555659/555666CD83 APC Cat.No.551073 CD14 Alexa Fluor 488(Cat.No.557700)

10、DC功能分析功能分析DC功能分析主要包括胞内外细胞因子检测和混合淋巴细胞刺激反应功能分析主要包括胞内外细胞因子检测和混合淋巴细胞刺激反应胞内流式：胞内细胞因子：BD Cytometric Beads Array(CBA)：胞内外细胞因子同种混合淋巴细胞刺激反应(Allo-MLR)：用细胞因子流式法结合BrdU掺入法检测DC刺激同种异体T细胞的能力同源的抗原特异性T细胞的刺激能力：同上胞内细胞因子标记胞内细胞因子标记BD Pharmingen Intracellular Cytokine Staining Reagent(using BD Pharm Lysis Buffer,Cat.No.55

11、5899Cytofix/Cytoperm Cat.No.555028)Human IL-1,IL-2,IL-3,IL-4,IL-5,IL-6,IL-8,IL-10,IL-12p40/p70,IL-12p70,IL-13,IL-16,GM-CSF,GRO-,IFN-,IP-10,MCP-1,MCP-3,MIP-1,MIP-1,RANTES,TNF-,TNF-Mouse IL-2,IL-3,IL-4,IL-5,IL-6,IL-12p40/p70,IL-17,IFN-,MCP-1,MDC(ABCD-1),TNF-BrdU流式检测流式检测DescriptionSizeCat.No.BD Pharmin

12、gen BrdU Flow Kit(FITC)50 T559619BD Pharmingen BrdU Flow Kit(APC)50T552598举例举例1：MDDC胞内因子胞内因子COX分析分析LPS炎性刺激诱导未成熟炎性刺激诱导未成熟MDDC大量表达大量表达COX-2，而成熟，而成熟MDDC组成性表达组成性表达COX-2MFI4342 99%99%PositiveCOX-1isotypeunstim.LPSunstim.isotypeLPS54%0.25%MFI7129%PositiveCOX-2isotypeunstim.LPSMFI 48 50 98%98%PositiveCOX-1

13、MFI4838 59%52%Positiveisotypeunstim.LPSCOX-2InmatureMDDCMatureMDDC外周血外周血DC013210101010104013210101010104LPSIFNg g+LPSunstimulatedCD11c APCIL-12PEIL-6 FITCMDDC0132101010101040132101010101040.01%40132101010101040132101010101011.7%0132101010101040132101010104101.4%0132101010101040132101010101043.9%15.7

14、%013210101010104013210101010100.01%4举例举例2：外周血：外周血DC和和MDDC对对LPS应答产生应答产生IL-12举例举例3：CBA检测检测DC细胞因子细胞因子Cytometric bead array 检测Ly49Q+和Ly49Q 小鼠类浆细胞前体DC分泌细胞因子的能力(Omatsu Y,Iyoda T,Kimura Y et al.J.Immunol.2005)ABCDEFGHI123456789FL4-FL3-H or NIR-AABCDEFGHI123456789-FL3-H or NIR-A 举例举例4：MDDC的同种混合淋巴细胞刺激反应的同种混合

15、淋巴细胞刺激反应IFNg gUnstimulatedallo-PBMC1:1DC:allo-PBMC1:5DC:allo-PBMC1:25DC:allo-PBMCIL-2小鼠小鼠DC研究相关研究相关MarkerP plasmacytoid DC M myeloid(conventional)Mat mature DC imm immature 表达高于人类人类DC分析相关分析相关MarkerDC的获取和培养的获取和培养CD34+祖细胞祖细胞位于骨髓、脐带血和成年人外周血中，在细胞因子如GM-CSF、TNF-培养条件下可以发育为DC外周血外周血CD14+单核细胞单核细胞在GM-CSF 和IL-4

16、 的条件下可以分化发育成DC，现多采用，主要因为取材广泛、培养方便外周血中外周血中CD34-前体细胞前体细胞可以诱导出大量的DC，具有成熟DC所有的特征高度纯化的乳铁蛋白阳性的终末期中性粒细胞的前体细胞高度纯化的乳铁蛋白阳性的终末期中性粒细胞的前体细胞加入GM-CSF、IL-4和TNF-可形成DC 样细胞白血病细胞白血病细胞成功诱导出DC,具有较强的刺激混合淋巴细胞反应能力组织来源组织来源 骨髓 新生儿脐带血 流动的外周血干细胞 贴壁外周血细胞分离方法分离方法 密度纯化法（density-based purification）磁分选和免疫分选 使用钙离子筛（calcium ionophore,

17、CI）DC的体外分离的体外分离BD IMAG 树突细胞磁分离系统常用的细胞因子常用的细胞因子GM-CSF、IL-4、TNF-其他刺激因子其他刺激因子IL-1、IL-6、PGE-2、IL-13、SCF、Flt-3配基、CD40L、TGFb、c-kit配体肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor;HGF)、PMA 培养辅助试剂培养辅助试剂Mouse BD FcBlock purified CD16/CD32 mAb Cat.no.553141/553142 human GM-CSFCat.no.550068human IL-6 Cat.no.550071 mouse GM-

18、CSF Cat.no.554586mouse IL-6Cat.no.554582 rat GM-CSF Cat.no.555111rat IL-6Cat.no.557008 human IL-4Cat.no.554605human TNF Cat.no.554618 mouse IL-4 Cat.no.550067mouse TNF Cat.no.554589 rat IL-4 Cat.no.555107rat TNF Cat.no.555109 mouse IL-13Cat.no.554599培养条件培养条件外周血单核细胞体外培养诱导产生外周血单核细胞体外培养诱导产生DC贴壁PBMC(单核细

19、胞)GM+IL-45天未成熟MDDC7天GM+IL-4+IL-1b+IL-6+TNFa+PGE-26天:GM+IL-47天7天成熟的MDDC7天未成熟的MDDCO/N刺激LPS 等IL-12,COX表型&CBA表型&CBA表型&CBAO/N 刺激IL-12,COXO/N刺激IL-12,COXAllo-MLRAllo-MLRAllo-MLRHBV慢性感染慢性感染主要原因主要原因HBV特异细胞免疫特异细胞免疫功能的低下功能的低下T细胞细胞 树突状细胞（树突状细胞（DC）慢性乙型肝炎患者慢性乙型肝炎患者DC成熟、功能成熟、功能异常异常促进促进DC成熟、恢复成熟、恢复DC的功能的功能增强增强DC激活特

20、异性激活特异性抗病毒免疫反应抗病毒免疫反应打破免疫耐受打破免疫耐受彻底清除病毒彻底清除病毒研究示例研究示例特异性特异性CTL数量少数量少低反应低反应获得高频数、功能强获得高频数、功能强HBV特异性的特异性的CTLDC疫苗疫苗前列腺癌树突状细胞疫苗已经完成前列腺癌树突状细胞疫苗已经完成III 期临床期临床研究研究我国大肠癌我国大肠癌DC治疗性疫苗进入治疗性疫苗进入II期临床期临床Baylor免疫研究所获得免疫研究所获得3千万美元资助进行黑素瘤疫千万美元资助进行黑素瘤疫苗的研制苗的研制2002年，中法合作用年，中法合作用DC疫苗成功治疗猴艾滋病疫苗成功治疗猴艾滋病2006年，华裔科学家何大一获盖茨

21、基金会年，华裔科学家何大一获盖茨基金会2500万研究万研究艾滋病艾滋病DC疫苗疫苗新型丙肝疫苗新型丙肝疫苗糖尿病的糖尿病的DC治疗进入治疗进入FDA临床临床I安全性期检测安全性期检测DC与肿瘤的关系与肿瘤的关系DC&Cancer VaccinesCancer VaccinesDC肿瘤疫苗的原理：肿瘤疫苗的原理：在体外被肿瘤负载的DC所诱导的T淋巴细胞反应是肿瘤特异性的，且对自身淋巴细胞无直接损伤；肿瘤病灶中的浸润型DC可以处理和提呈抗原并激活抗肿瘤免疫肿瘤的免疫主要逃逸的机制：肿瘤的免疫主要逃逸的机制：肿瘤病人中DC数量减少和功能缺陷，无法激发细胞毒性T细胞（CTL）DC疫苗正取代其他治疗癌症

22、的方法疫苗正取代其他治疗癌症的方法DC肿瘤疫苗的制备肿瘤疫苗的制备 临床治疗临床治疗DC准备的准备的QC标准标准细胞纯度（血液来源的DC）70%(lin-DR+)细胞纯度(MDDC)90%(CD14-lin-DR+)细胞纯度(骨髓来源的DC)50%(CD34+)活化DC标志 80%CD86和CD83依赖于操作活性90%(新鲜)50%(冰冻)功能刺激T 细胞的能力-同种抗原-特定抗原 抗原负载抗原负载DC的策略的策略合成抗原肽冲击DC肿瘤完整抗原或者肿瘤裂解物冲击DC凋亡或者坏死的肿瘤细胞冲击DC完整的肿瘤细胞融合DC载体转染mRNA冲击DC刺激性因子或者共刺激因子基因转染DC疫苗存在问题和展望

23、疫苗存在问题和展望组织来源的选择组织来源的选择分化分化/激活激活抗原形成抗原形成/加入加入途径途径/剂量剂量1成熟或未成熟成熟或未成熟DC?2DC来源来源单个核细胞源性或单个核细胞源性或CD34+前体细胞源性前体细胞源性DC和外周血和外周血DC3DC剂量剂量大多数报道中大多数报道中DC剂量为剂量为11065107个个细胞，长效地刺激免疫反应剂量？细胞，长效地刺激免疫反应剂量？4抗原选择抗原选择目前尚无定论目前尚无定论5输入途径输入途径静脉、淋巴结和肿瘤部位静脉、淋巴结和肿瘤部位参考文献参考文献Xie J,Wang Y,et al.Beta 2-microglobulin as a negati

24、ve regulator of the immune system:high concentrations of the protein inhibit in vitro generation of functional dendritic cells.Blood.2003 15:4005-12.Davidson DJ,Currie AJ,et al.The cationic antimicrobial peptide LL-37 modulates dendritic cell differentiation and dendritic cell induced T cell polariz

25、ation.J Immunol.2004 15:1146-56.Su Z,Dannull J,et al.Telomerase mRNA-transfected dendritic cells stimulate antigen-specific CD8+and CD4+T cell responses in patients with metastatic prostate cancer.J Immunol.2005 15;3798-807.Galea-Lauri J,Wells JW,et al.Strategies for antigen choice and priming of de

26、ndritic cells influence the polarization and efficacy of antitumor T-cell responses in dendritic cell-based cancer vaccination.Cancer Immunol Immunother.2004 53:963-77.Pillarisetty VG,Shah AB,et al.Liver dendritic cells are less immunogenic than spleen dendritic cells because of differences in subty

27、pe composition.J Immunol.200415:1009-17.Samsom JN,van Berkel LA,et al.Fc gamma RIIB regulates nasal and oral tolerance:a role for dendritic cells.J Immunol.2005 174:5279-87.Omatsu Y,Iyoda T,et al.Development of murine plasmacytoid dendritic cells defined by increased expression of an inhibitory NK r

28、eceptor,Ly49Q.J Immunol.2005 174:6657-62.Rohn TA,Boes M,et al.Upregulation of the CLIP self peptide on mature dendritic cells antagonizes T helper type 1 polarization.Nat Immunol.2004 5:909-18调节性T细胞篇调节性调节性T细胞介绍细胞介绍调节性T细胞（Treg）是具有免疫调节功能的T细胞,其作用的使机体能通过免疫耐受控制自身性疾病调节调节T T分类及生物学特征分类及生物学特征人体中有人体中有CD4调节性调节

29、性T细胞、细胞、CD8调节性细胞和调节性细胞和Th3细胞、细胞、Tr1细胞细胞天然调节性天然调节性T细胞细胞经自身抗原刺激后在胸腺内被阳性选择，对自身抗原具有高亲和力占CD4T细胞群体的5-10抑制CD4+和CD8+T细胞的活化和增殖Tr1和和Th3在外周发育，表型都为CD4+CD25-FoxP3-，体外用TGFb刺激可转化为 CD4+CD25+FoxP3+CD8+调节调节T研究还不充分，有报道称它经CD3刺激后可抑制CD4T细胞的增殖调节调节T细胞免疫调节机制细胞免疫调节机制天然Treg 通过接触抑制方式抑制T细胞的活化和增殖分泌细胞因子IL-10和TGF-抑制免疫反应 Trl和TH3主要是

30、通过分泌IL-10和TGF-来下调免疫反应 APCTTh1Th2TcB B细胞介导的免疫反应细胞介导的免疫反应 天然调节T细胞在免疫系统中的作用平衡状态：既可有效清除外来病原体，又可避免过度的炎症反应。缺乏调节性T T细胞：免疫反应过度，造成自身免疫病、哮喘、过敏反应、移植排斥、流产等。过多的调节性T细胞：免疫反应低下，无法有效清除病原体及肿瘤，造成感染及癌症。Treg细胞分析三个阶段细胞分析三个阶段CD4+CD25+CD4+CD25+FOXP3+T细胞活化后也表达CD25FOXP3过度表达会引起机体的免疫应答下降，它是一个调节T细胞活性的主要转录因子CD127+CD4+CD25+Nature

31、 Reviews Immunology 6,572(August 2006)The authors concluded that using a combination of CD4,CD25 and CD127 results in highly purified T regCell population.CD127表达识别人调节性表达识别人调节性T细胞细胞最新发现调节性最新发现调节性T细胞下调表达细胞下调表达CD127。CD127是是IL-7受体受体一部分，在一部分，在T细胞前体、细胞前体、B细胞前体、成熟细胞前体、成熟T细胞、成熟单核细胞、成熟单核细胞其他一些淋系和髓系细胞上表达。细胞其

32、他一些淋系和髓系细胞上表达。IL-7R在在T细胞的增殖和分化和成熟中起重要作用细胞的增殖和分化和成熟中起重要作用体内实验发现体内实验发现T细胞活化后细胞活化后CD127蛋白下调表达，且蛋白下调表达，且T细胞细胞CD127的下调表达与的下调表达与CD25中等中等-强表达具有良好的相关系强表达具有良好的相关系通过胞浆通过胞浆FoxP3染色证实染色证实CD127可用于识别调节性可用于识别调节性T细胞细胞FoxP3与与CD127的相互作用的相互作用通过ChIP和Affymetrix芯片技术发现，FoxP3与CD127（IL-7R）的基因序列结合，抑制其转录表达。从而也证明了Foxp3阳性与CD127低

33、表达有相关性。流式分析人外周血单核细胞中流式分析人外周血单核细胞中Treg(J.Exp.Med.2006;1701-1711)1、明显优于检测胞浆内FoxP3，排除破膜影响，适用于体外培养与分析2、分选所得的T 调节性细胞得率明显增加，一般CD4+CD25+其得率往往在0.6%到7.9%之间；使用低表达CD127 联合CD25，结合设门方法可获得CD25 低表达的调节性T 细胞，从而使得率提高2-4 个数量级而不含有CD25 中等表达的非调节性T 细胞。CD127代替代替Foxp3的优势的优势CD127loCD25hi-int 与与FoxP3阳性一致阳性一致使使Treg得率增加得率增加2-4个

34、数量级个数量级分析后细胞仍然存活分析后细胞仍然存活方便细胞分选和后期培养方便细胞分选和后期培养操作简单，结果更准确可靠操作简单，结果更准确可靠调节调节T细胞与细胞与I型糖尿病关系型糖尿病关系今年6月发表在J.Exp.Med.2006的文章通过流式计算正常人和糖尿病病人血中T reg的含量发现调节调节T对效应对效应T的抑制作用的抑制作用Results are represented as counts per minute(CPM)通过T reg与T 效应细胞在cell culture insert进行共培养，发现T reg是通过细胞接触的方式抑制效应T 细胞活化增殖的。风湿性患者中调节风湿性患

35、者中调节T的水平的水平干癣性关节炎(PsA）脊柱关节病（SPA）幼年型特发性关节炎（JIA）风湿性患者调节风湿性患者调节T的细胞因子表达水平的细胞因子表达水平a.ELISA;b.CBA用CD25+CD4+的调节T培养以后效应T细胞的细胞因子的水平发生变化Treg研究路线研究路线分离纯化体外克隆扩增天然TregTr1和TH3分析调节性T细胞分离纯化之完整解决方案BDIMagTMCD4TLymphocyteEnrichmentSet BDIMagTMRegulatoryTLymphocyteSeparationSetPBMCBDIMagTMHumanCD4TLymphocyteEnrichment

36、Set+Anti-CD25MagneticParticlesCD4、CD127、CD25抗体组合抗体组合流式分选流式分选分析分析CD127loCD25hi-int组分（组分（Treg）与与Foxp3效果相当效果相当 orCD4+TCD4+CD25+TregCD4、CD127、CD25抗体组合抗体组合流式分析流式分析高保真高保真TregCD4/CD127/CD25抗体组合抗体组合货货 名名形形 式式规规 格格货货 号号人人Treg特价特价组组合合 CD4PE-CY5100 test555348CD25FITC100 test555431CD127PE0.1 mg557938小鼠小鼠Treg特价特

37、价组组合合CD4PE-CY50.1 mg553654CD25FITC0.1 mg553071CD127PE0.2 mg552543人人Treg同型同型对对照照组组合合Mouse IgG1kPE-CY5100 test555750Mouse IgG1kFITC100 test555909Mouse IgG1kPE100 test555749小鼠小鼠Treg同型同型对对照照组组合合Rat IgG2a,kPE-CY50.1 mg553931Rat IgM,kFITC100 test555951Rat IgG2b,kPE100 test555848五五折五五折六折六折已知的调节已知的调节T免疫表型免疫

38、表型体外克隆扩增Anti-CD3IL-2Anti-CD28Anti-CD152(CTLA4)Anti-GITRTreg应用前景应用前景自身免疫病超敏反应Th1或Th2介导的疾病炎症性肠病炎症性肠病移植免疫移植免疫支气管哮喘支气管哮喘 口服耐受及实验性自身免疫性脑口服耐受及实验性自身免疫性脑脊髓炎脊髓炎CD127相关参考文献相关参考文献Liu,W.et al.CD127 expression inversely correlates with FoxP3 and suppressive function of human CD4+T reg cells.J.Exp.Med.203,17011711(2006)Seddiki,N.et al.Expression of interleukin(IL)-2 and IL-7 receptors discriminates between human regulatory and activated T cells.J.Exp.Med.203,16931700(2006)Sharon Ahmad.Regulatory T cells:In hot pursuit.Nat.Rev.Immunol.6,572(August 2006)Thank You