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体外诱导白血病细胞向树突状细胞分化的研究

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医学综述2007年8月第13卷第15期Medical Recapitulate,August 2OO7,Vo1.13,No.15 m l三 Kashiwa M,Tortorella M,Nagase H,et a1.ⅡMP_3 is a potentlnhiithor of aggrecannse 1(ADAM一 )and aggi'eeA ̄ase 2(ADAM—TS5)[J].J Bi0】Chein,2001,276(17):12501—12504. Stefler-Stevenson WG,Bersch N,Colde DW.Ti8sue inhibitor of metal一 b—proteineses一2(ⅡMP_2)has erythroid-potentiat/ng activity【J]. FEBS Lett,20o4,296(15):231—234. [17] Kachra Z,Beauliue E,Deibecchi L,et a1.Expression of marx metallo— proteinnsesandtheirinhibitorsin human braintunl( ̄8【J】.CancerRes, 2004,17(7):441_443. 『18] Srecath T,Matrion LM,sStrefler-StaensonWG。以a1.Expressionof nm— trixmetlloaproteinase genesintransformed rat celllines ofhi andlow Matsuyama Y, ao S,Aikou T.Comparison of matrix metaUoprotein- ase expression between primary ttm3ors with or without liver metastasis in pancreatic and colorectla carcinomasfJ].J Surg Oncol,2O ,8O (2):105 l1O. Nordqvist AC,Smurawa H,Mathieaen T.Expression of matrix metallo- proteinase 2 and 9 in menln omas associated with diferent degrees of metastaticpotentil【JJ.Caancer Res,2002,52(18):4942—4947. I lq】 吴茂春,李建,王新生,等.MMPS及TIMPs在脑膜瘤脑浸润和瘤 周水肿的作用[J].肿瘤防治,2005,3(12):417-420. f20] Von Randow AJ,Sehind】er S,TewB DS.Expression of extracellular/lib— trix-degrading proteins in classic,atypical,and anaplsaifc menin亩omas 【J].Cancer Res,2OO6,66(10):5l11-512o. 收稿日期:2006.10—24修回日期:2007—05—18 brain invasiveness and edema【JJ.J Neurosurg,2001,95(5):839-844. 体外诱导白血病细胞向树突状细胞分化的研究 曾晓明(综述),陈君敏(审校) (福建医科大学附属第一医院血液科,福州350005) 中图分类号:R733.7;Q254 文献标识码:A 文章编号:1006—2084(2007)15—1128.03 摘要:树突状细胞是体内最强的抗原呈递细胞,在免疫系统中发挥着重要的作用。从 10—14d,再用肿瘤坏死因子ct(tull1or 诱导髓系白血病细胞向树突状细胞分化的实验技术方法、诱导分化的机制及其在抗白血 necrosis factor-a,TNF.a)促进其成熟,收获的 病免疫方面的作用和临床应用进行综述。 细胞形态上均可出现毛刺样突起,表面标 关键词:髓系白血病;树突状细胞;免疫治疗 The Study of Leukemia Cells about its Diferentiation Into Dendritic Cells by Induction in vitro 志人类白细胞抗原A(human leukocyte anti. gen-A,HLA—A)、-B、.C和HLA-DR、CDR0、 ZENG Xiao-ming, ̄HENJun-min.(Department ofHematology,the FirstAffdiated Hmp ̄al ofFu一 CD86、CD。,、CD40等表达上调,具有混合淋巴 如ⅡMedical Unitversity,Fuzhou 350005,Ch/na) Abstract:Dendritic cells afethemoat powerfulantien presgenting cells。which plays veryimpor- tnta effect in immune system.This article reviews progresses of induction in itvro about he texperimental tchnieque ofdiferentiationfromleukemia cellsinmedullary systemto dendritic cells,mechanismofin— ducing diferentiation,its effcte onanti-imuniyotfleukemiaas wellasits clinical印plication. Key words:Myelogenous leukemia;Dendriitc ce】l8:Imunotherapy 细胞反应(mixed lymphocyte reaction,MLR) 及对肿瘤细胞的特异性杀伤功能,说明 CML细胞转化成DC。荧光原位杂交表明 这些DC带有t(9;22)染色体易位,证实了 由白血病细胞诱导的DC带有Ph染色体,并且具有正常DC 的功能,可以直接刺激T细胞产生细胞毒性T淋巴细胞(cyto— toxicity T lymphocyte,cTL)效应。 树突状细胞(dendriitc cell,DC)是一类高度分化的免疫细 胞,它在体内的免疫系统中发挥着关键作用。DC来源于骨髓 造血干细胞,分布于全身除脑以外的各个器官,特别在皮肤、 黏膜等处,又称为朗格罕细胞。DC在其分化成熟过程中,捕 福建医科大学附属第一医院血液科实验室也曾报道采用 相同的方法诱导CML患者外周血细胞,将诱导出的DC加入 体外培养的CML自体骨髓细胞中,可以发现骨髓细胞中的 p210阳性白血病细胞明显减少,显示自体活化的DC具有激 活骨髓T细胞杀伤白血病细胞的作用,可能作为骨髓净化的 一捉周围环境中的各类抗原,然后在移行到淋巴组织区域的过 程中逐渐成熟,其捕捉抗原能力逐渐消失,而刺激T细胞的能 力逐渐增强,表现在其表面分子主要组织相容性复合体I类 (major histocompatibilioy complex class I,MHC.I)、MHC.Ⅱ分 子和cD 、cDs6、CDs,、cDl柏等共刺激分子表达高度上调,最后 种手段 J。除了诱导CML细胞,何学鹏等 还从急性白血 在淋巴组织区将抗原呈递给T细胞。DC具有强大的刺激T 细胞能力,可以直接刺激初始T细胞,被认为是体内最强的抗 原呈递细胞,是初始免疫应答的开关。 髓系白血病是一类髓系造血干细胞的克隆性恶性疾病, 病患者中成功诱导出了具有刺激T细胞抗白血病细胞能力的 DC。其他诱导髓系白血病细胞分化成的DC实验多是采用分 离白血病患者的c 的骨髓干细胞 ],或者外周血CD 单 核细胞 J,通过采用联合细胞因子GM—CSF、IL4、干细胞因子 或'rNF-ct的方法诱导分化DC。 而DC的祖细胞也是髓系造血干细胞。研究表明,在体外可 以通过适当的方法直接诱导白血病细胞转化成DC,这些DC 带有白血病细胞的抗原,可以呈递肿瘤细胞的抗原,从而激活 除了以上这些细胞因子诱导DC,干扰素.ct(interferon.t/, IFN—a)对DC的作用也引起了研究者的兴趣。IFN.t/是一种调 节免疫系统的细胞因子,不仅可以启动免疫反应,也影响着T T细胞产生抗白血病的作用。因此,体外诱导白血病细胞分 化成DC可以应用于肿瘤的免疫治疗,是目前研究的热点。 1体外诱导白血病细胞转化成DC的技术方法及机制 细胞的功能、寿命及增殖,同时调节IL-12的合成。用IFN.a 治疗CML可以使一部分CML患者获得细胞遗传学上的缓解, 延长缓解期。Paquette等 研究了IFN.t/对DC的作用,该研 1.1采用细胞因子诱导DC体外诱导白血病细胞转化成 DC的研究开始于对慢性髓细胞白血病(chronic myelogenous leukemia,CML)的实验。Choudhury等 用采用粒细胞巨噬细 究将IFN.t/、GM.CSF和Ⅱ,4三者联合在体外诱导CML外周血 单核细胞,分化成具有DC典型特征的细胞,发现从刚诊断的 CML患者诱导的DC与正常人诱导的DC比较,其细胞表型的 表达并没有明显的差异,而从IFN.ct治疗无效的患者诱导的 胞集落刺激因子(granulocyte.macmphage colony stimulating fac. tor,GM.CSF)和白细胞介素4(interleukin, )培养CML细胞 维普资讯 http://www.cqvip.com 医学综述2007年8月第13卷第15期Medical Recapitulate,August 2007,Vo1.13,No.15 DC,其表面分子cD 、CD陆、cD 等的表达就比正常人低,MLR 反应也较低;经IFN—a治疗得到缓解的患者在治疗后骨髓中 DC的数量得到了明显的增加,而IFN—a治疗无效的患者骨髓 中的DC则维持在一个很低的水平,因此认为可能是IFN—a促 进了DC的成熟,是I临床上用IFN—a治疗CML有效的机制。其 他研究也支持IFN—a在体外可以诱导CML细胞转化成成熟 DC,并增强其功能 ]。但Dauer等 的实验却认为,IFN—a不 能诱导外周血单核细胞分化成DC,并且减低了由I 4诱导的 单核细胞一DC分泌IL-12和刺激T细胞增殖的能力。显然,用 导信号启动、形态改变及引起T细胞增殖所必要的,而TNF-a/ cI为DC充分成熟提供了必须的信号转导。 Lindner等 用PMA诱导分化K562细胞系,获得了部分 DC的特征,Western等“ 联合应用PMA和cI诱导急性粒细胞 白血病细胞分化成DC,这些实验也支持PMA可能是通过对 PKC激酶的激活来诱导白血病细胞转化成DC,但由于PMA 是PKC激动剂,有一定的致癌性,I临床应用受到限制。 2体外诱导的DC介导cTL效应的研究 由于DC可以直接刺激初始T细胞,并最终刺激T细胞 IFN—a诱导DC还是存在不同的看法,需更多的研究。 1.2 采用钙离子载体(CI,A23187)诱导DC 钙离子载体 A23187是一种二价阳离子载体,它可以结合细胞膜而促进钙 (ca2 )进入细胞内,从而引起了细胞内一系列ca2 级联信号 转导。Koski等…发现cI可以使人类粒系细胞获得类DC的 特征。研究用cI对人CD 骨髓细胞、CD CD 外周血单 核细胞、HL-60细胞株进行诱导,发现均可获得典型的DC形 态及功能,表面共刺激分子表达上调;而加用了特异性阻断 ca2 通道的阻断剂则无法诱导出DC的形态及特征。Engels 等 用cI诱导CML患者的外周血单核细胞也同样获得典型 的DC形态及功能,诱导成的DC经荧光原位杂交检测带有 bcdabl融合基因,表明这些DC是由白血病细胞诱导而来,带 有肿瘤细胞特有的抗原。 不少学者对cI诱导白血病细胞分化成DC的机制进行了 研究。在Koski等 的研究中,用不同的ca2 抑制剂对HL-60 细胞进行预处理之后再用cI诱导,发现不同的ca2 抑制剂对 DC的诱导有不同的抑制作用,例如钙调蛋白抑制剂K252a对 DC表面分子的表达只是产生了轻微的影响,而钙调蛋白调节 的下游分子神经钙蛋白的抑制剂环孢霉素A则完全抑制了 细胞表面cD80、cD86、cD。,的表达。Kharfan-Dabaja等 对不同 的白血病细胞分别用不同的刺激信号诱导,分析这些因素作 用的差别后认为,可能由于白血病细胞膜上跨膜分子受体或 上游信号介导的信号转导途径的功能障碍或缺失,而使细胞 因子诱导的DC不如经过下游信号分子(如cI等)诱导的DC 成熟,而且在MLR中对T细胞的增殖作用也相对较弱。综合 这些研究的结论,可见cI诱导的DC可能就是通过直接激活 信号转导的下游通路来启动Dc分化的程序。在Engels等 的研究中,采用cI诱导CML细胞,4d就诱导出具有典型的 DC,说明了cI诱导DC具有快速、简便、效率高的特点,这些 特点使大量诱导DC以制备疫苗成为可能,有希望成为I临床 肿瘤免疫治疗的一种新途径。 1.3采用其他刺激因子诱导DC 卟啉醇肉豆蔻酸乙酸酯 (phorbol myristate acetate,PMA)是一种稳定的激活蛋白激酶c (protein kirtle C,PKC)的化学诱导剂。Davis等 认为,由I 4、 TNF-a等诱导的DC分化途径中,有部分是经PKC介导的信号 转导途径,因此用PMA诱导正常人CD 细胞,发现细胞的表 型MHC一工、MHC一Ⅱ、cD 、CD 等表达上调,并引起MLR,用逆 转录一聚合酶链反应的方法也同样检测到核因子 B(nuclear factor-roB,NF-KB)的表达,说明PMA通过激活PKC介导的信号 转导引起DC的分化,其信号作用于核内基因而引起的一系 列变化。St Louis等“”从白血病细胞系中分离出一种在PMA 诱导下可以分化出DC的细胞系,研究认为PKC的激活是诱 产生CTL,对带有特异性抗原的肿瘤细胞具有融解杀伤等细 胞毒效应。因此,诱导生成成熟的DC可以致敏T细胞产生 抗肿瘤效应,为肿瘤的免疫治疗提供一种新的手段。 在Choudhury等…的研究中,由这些Dc刺激致敏的T细 胞对自体CML细胞的杀伤作用比单纯用IL-2加强细胞毒性 的T细胞更强,致敏的T细胞对自体CML细胞的融解杀伤作 用可以达到65%~90%。而Muller等“ 用自身CML细胞融 解物冲击经细胞因子诱导的DC,使DC不仅可以呈递肿瘤胞 内抗原,而且可以呈递肿瘤胞外抗原,与没有经过冲击的DC 进行比较,观察其在刺激T细胞的能力及所产生的CTL细胞 系功能方面是否存在差别,发现用肿瘤细胞融解物冲击的DC 可以很好刺激T细胞产生抗白血病CTL,这些CTL系细胞再 次遭遇白血病细胞时可以自分泌增殖,作用比没有冲击的DC 更强。另外CTL系细胞中cD4 、CD 亚群细胞之间的相互 作用,特别是Thl中的cD4 细胞分泌的细胞因子IFN. 加强 了CD。 细胞的杀伤能力和自增殖能力,对CTL细胞发挥抗白 血病免疫作用是重要的。这些CTL系细胞在HLA相配的正 常细胞的刺激下并不增殖,也不分泌IFN一 ,说明这类T细胞 是肿瘤特异性的。 其他的实验也证实,经抗原冲击的DC具有更强的活性。 Syme等 用K562细胞的融解物、提取的蛋白质和RNA分别 冲击DC以产生CTL,这些CTL与K562细胞共培养时有明显 的杀伤作用,并且发现蛋白质和RNA冲击的DC所产生的 MLR及CTL对K562细胞的杀伤反应明显比用全部细胞融解 物冲击的DC更高,在E:T为10:1时可达到50%以上。 这些研究表明,体外诱导的DC在合适抗原的冲击下,可 以诱导出对肿瘤细胞有更强杀伤作用的CTL效应;由白血病 细胞诱导而来的DC可以产生明显的抗白血病的CTL效应; 抗白血病细胞的CTL不仅需要DC的诱导,也需要c 和 CD T细胞的相互作用。 3临床应用的研究进展 由于DC在体外实验诱导成功,以及对白血病细胞可以 产生明显的CTL效应,已有研究将DC输注到患者体内以达 到肿瘤免疫治疗的效果。在体内,DC可以介导2种典型的细 胞免疫:由cD4 T细胞占大多数所介导的迟发型超敏反应 (delay-type hypersensitivity,IYH-I)和由c T细胞占大多数所 介导的CTL反应。DTH主要由cD4 T细胞在接受了抗原呈 递细胞的双信号刺激后,分泌多种细胞因子刺激单核细胞、巨 噬细胞、内皮细胞等产生炎性反应,是抵御胞内抗原如肿瘤抗 原等的主要机制,也是肿瘤免疫的一种。DTH在临床上可表 现为用肿瘤抗原皮试后,皮试部位出现结节或红斑,表示体内 维普资讯 http://www.cqvip.com 医学综述2007年8月第l3卷第l5期Medical Recapitulate,August 2007,Vo1.13,No.15 的T细胞对该抗原致敏而具有抵抗杀伤的作用。而CTL反应 则主要由c T细胞介导的,是CD T细胞活化后,识别带 有抗原的靶细胞,释放毒性物质融解、杀伤细胞的反应,在临 床上表现为肿瘤细胞的减少甚至消失。 来会有一个新的突破,使DC作为血液病肿瘤免疫治疗成为 现实。 参考文献: 【1]Choudhury A,Gajewski JL,Liang JC,et a1.Use of leukemic dendriifc cells for the generation of antileukemic celular cTtotoxlcity against Fujii等 用细胞因子诱导一例自体骨髓移植后的CML 患者的外周血单核细胞,将诱导出来的DC回输到患者体内, 观察到体内T细胞的扩增并表达了CTL细胞系的受体,这些 DC引起患者外周血及骨髓中Ph 细胞的减少。 Claxton等 报道了一项临床试验:将CML患者体外诱导 培养的DC与自体T细胞以1:10的比例共培养3d后,一起回 输到患者体内,结果有1例患者在随后几个月内白细胞的增 Philadelphia chromosome—positive chronic myelogenous leukemia[J]. 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[6]DanerM,P0hlK,ObermalerB,et az.Interferon-alpha di8abls edendrit- ic cell precursors:den ̄tic cels derived from interferon—alDha.缸℃ated CML患者外周血DC,用bcdabl多肽冲击后通过静脉回输体 内;方案2为从CML患者外周血单核细胞诱导出DC,但只用 GM.CSF和I 4诱导以产生不成熟的DC,用bcr/ahl多肽冲击 后皮下注射回输患者体内;方案3从患者外周血单核细胞诱 导DC,联合应用GM,CSF、I 4和TNF.a以产生成熟的DC,用 bcr/abl多肽冲击后皮下注射回输患者体内。其中,只有方案 monocytes are defcteiveinmaturationandT-cell stimulation[J].Immu. nology,2003,l10(1):38,47. [7] Kceki GK,Schwartz GN,Weng DE,et a1.Calcium mobilization in hu- man myeloid cells results in acquiistion of individual den ̄tic cel1.1ike characteristics through discrete signaling pathways[J].J Immunol, 1999.163(1):82.92. [8]Engds FH,Koski GK,BedrosinI,eta a/.Calcium signalinginduces ac- quiitsion of dendritic cel characteristics in chronic myelogenous leuke. mia myeloid progenitor cells【J].Pree Natl Acad Sci USA,1999,96 (18):10332-10337. [9]Kharfn-aDabajaM,Ayala E,hn ̄er I,et aZ.Diferentiation of acute nd chraonic myeloid leukemic blasts into the dendriitc cell lineage: 3观察到全部3例患者对bcr/abl产生了DTH,而其余2种方 案只是观察到部分患者对添加的免疫辅剂钥孔戚血蓝素 (keyholelimpet hemocyanin,KLH)产生了DTH,方案2甚至没有。 analysis of various diferentiation-inducing signals[J].Cancer Immunol Immunother,2oo5,54(1):25.36. [10]DavisTA,Saiin AA,Blair PJ,et a1.Phorbol esters induce diferentia. tion of human C hemopoietic progenitors to dendritic cells:evi- 这些患者的耐受性良好,没有任何不良反应出现。试验说明, 诱导成熟的DC比不成熟的DC所引起的免疫反应更强烈,皮 dence for protein kinase c-mediated signaling[J].J Immunol,1998, 160(8):3689-3697. [11]St Louis DC,Woodcock JB,Franzoso G,et a/.Evidencefor distinctin- tracellularsignalingpathw ̄sin CD34 progenitorto dendritic cell dif- 下注射比其他方式的作用大。但临床效果不理想,可能是由 于患者的肿瘤负荷太大造成的。 Ossenkoppel等[1 报道,4例IFN.a治疗无效的CML患者 外周血单核细胞经细胞因子GM.CSF、IL4、TNF.a诱导,形成 ferentiation from a human cell llne model[J].J Immunol,1999,162 (6):3237.3248. [12]Hn ̄er I,Kharfn-Daabaja MA,Ayala E,et a1.Induced dendriitc cel diferentiation of chronic myeloid hukemia hlasts is associated wih t典型的DC,用免疫辅剂钥孔戚血蓝素冲击后制成疫苗,分4 次每隔1周经皮下回输体内,通过皮试检测DTH的存在。除 有1例患者退出试验外,有2/3的患者对CML诱导的DC以及 未经培养的CML细胞产生了DTH反应,有1/3的患者在2O个 月以后仍然可见DTH反应。不过由于改格列卫(Glivec)治 疗,试验中断,因此没有报道临床疗效。 down-regulation of BCR-ABL[J].J Immunol,2003,171(4):1780— 1791. [13]WestersTM,StareAM,ScheperRM,et a1.Rapid generation ofantigen- presenting cells from hukaemic blasts in acute myeloid leukaemia[J]. Cancer Immanol Immunother,2003.52(1):17.27. 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Cr/t RevInllnunO1,2001,21(1.3):147.155. 【l8]TakahashiT,Tanaka Y,Nieda M,et a1.Dendritic cel vaccination for atpientswih chrtonic myelogenous leukemia[J].kllk Res,2003,27 (9):795.802. [19]Ossankoppele GJ,Stam AG,Wes ̄m TM,et a/.Vaccination of chronic myeloid hukemia patients with antolo ̄ous in vitro cultured hukemic 证明,用适当的方法、适当的抗原冲击DC,可以使DC充分发 挥激活T细胞的作用而产生肿瘤特异性的免疫反应如CTL。 不过在已经报道的临床试验中,疗效并不满意。随着实验室 dendriitc cells【J].Leukemia,2003.17(7):1424.1426. 收稿日期:2006.11-04修回日期:2007.04.05 DC制备技术的改进和临床选择合适的病例,相信在不久的将 

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