余曉曦 孟凌華 余奇文 (上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院藥學(xué)系,上海200025)
CD8+CTL細(xì)胞、NK細(xì)胞和NKT細(xì)胞是一類具有細(xì)胞毒作用的免疫效應(yīng)細(xì)胞,在抗腫瘤免疫等方面發(fā)揮重要作用。腫瘤過繼性細(xì)胞免疫治療是將從個(gè)體中分離獲取的淋巴細(xì)胞經(jīng)體外刺激,通過調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的數(shù)量和功能后,回輸人體發(fā)揮抗腫瘤作用,其關(guān)鍵是如何在短時(shí)間內(nèi)誘導(dǎo)細(xì)胞快速增殖并達(dá)到理想的效應(yīng)細(xì)胞組成格局?;ㄇ嗨?Anthocyanidin)又稱花色素,基本結(jié)構(gòu)為2-苯基苯并吡喃型陽離子,常與一個(gè)或多個(gè)葡萄糖形成各種花色苷而廣泛存在于藍(lán)莓、葡萄、紫甘薯、黑加侖、胡羅卜、紫蘇和紅甘藍(lán)等植物中,發(fā)揮抗氧化作用[1]?;ㄇ嗨鼐哂性鰪?qiáng)免疫功能、抑制腫瘤細(xì)胞生長、保護(hù)肝臟以及有效減輕由氧化應(yīng)激引起的神經(jīng)細(xì)胞損傷等作用[2,3]。我們從紫蘇葉中提取花青素的有效成分紫蘇寧和矢車菊素3,5-二葡萄糖苷,刺激誘導(dǎo)人外周血單個(gè)核細(xì)胞,觀察 CD3+T細(xì)胞、CD4+T細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞、NK細(xì)胞以及NKT細(xì)胞等免疫效應(yīng)細(xì)胞增殖格局的變化。
1.1 主要試劑 湖北紫蘇葉,由本院藥化教研組提供;人參皂苷Rh2,上海源葉生物科技有限公司產(chǎn)品;熒光標(biāo)記抗體:CD3-PerCP、CD4-FITC、CD8-APC cocktail、CD56-FITC、Va24-Ja18-TCR-PE,eBioscience產(chǎn)品;RPMI1640培養(yǎng)液,Gibco產(chǎn)品;LymphoprepTM(1.077 ±0.001)g/ml,Norway產(chǎn)品;rIL-2,上海華新生物制品公司產(chǎn)品;rINF-γ,Quantikine產(chǎn)品;抗人CD3單克隆抗體,由上海市免疫學(xué)研究所提供;人AB型血清,由上海市血液中心提供。
1.2 主要儀器 制備型HPLC(Agilent1200);分析型HPLC(Agilent1100);FACS-Calibur流式細(xì)胞儀(BD公司)。
1.3 紫蘇寧和矢車菊素3,5-二葡萄糖苷分離提取取湖北省野生半紅紫蘇葉82.3 g,以50 mmol/L硫酸-50%甲醇溶液于室溫下低速攪拌浸泡,浸出物用等體積乙酸乙酯作液液萃取,水相萃取物以配備Kromasil C18 柱(粒徑5 μm,21.2 ×250 mm)的 Agilent1200制備型液相色譜進(jìn)行分離,流動相A為2%甲酸/水、B為甲醇,流速10 ml/min,甲醇比例在50分鐘內(nèi)由40%增至70%梯度洗脫。
1.4 紫蘇寧和矢車菊素3,5-二葡萄糖苷鑒定 分離產(chǎn)物經(jīng)Agilent1100 HPLC分析,采用Kromasil C18柱(粒徑5 μm,4.6 ×250 mm),VWD 可變波長檢測器,檢測波長分別為325 nm和530 nm,流動相A為4%甲酸/水,B為4%甲酸/乙腈,流動相A在0到60分鐘內(nèi)由94%變化到78%,流速0.8 ml/min。
1.5 細(xì)胞刺激培養(yǎng) 取2支抗CD3單克隆抗體,以20 ml生理鹽水溶解制成包被液,0.22 μm過濾器除菌,然后加至48孔細(xì)胞培養(yǎng)板孔內(nèi),每孔400 μl,置4℃冰箱過夜,次日棄去包被液備用。取正常人肝素抗凝靜脈血,用培養(yǎng)液對倍稀釋,用 LymphoprepTM,2 000 r/min,20 分鐘分離單個(gè)核細(xì)胞,用培養(yǎng)液洗滌細(xì)胞3次,計(jì)數(shù)細(xì)胞,并以含有10%AB型人血清、1 000 U/ml IL-2、1 000 U/ml IFN-γ 的RPMI1640培養(yǎng)液調(diào)節(jié)細(xì)胞濃度為5×105ml-1,加入到包被有CD3單克隆抗體的細(xì)胞培養(yǎng)板中,每孔600 μl,3復(fù)孔。分別設(shè)置實(shí)驗(yàn)組和對照組,實(shí)驗(yàn)組刺激物分別為紫蘇寧、矢車菊素3,5-二葡萄糖苷、紫蘇寧+矢車菊素3,5-二葡萄糖苷、PHA、人參Rh2等。PHA為1%、0.1%和0.01%3種濃度,其他刺激物均為 100、10、1.0 μg/ml 3 種濃度。37℃,5%CO2培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng),每3天換半液,于第4、7天取細(xì)胞進(jìn)行熒光抗體染色,F(xiàn)ACS檢測。
1.6 流式細(xì)胞術(shù)檢測細(xì)胞表型 取1×105個(gè)培養(yǎng)細(xì)胞,用1%FBS-PBS洗滌,洗滌后細(xì)胞懸浮于100 μl 1%FBS-PBS,加入熒光抗體,室溫避光培養(yǎng)30分鐘,洗3次,上FACS儀檢測CD3+T細(xì)胞數(shù)、CD4+T細(xì)胞數(shù)、CD8+T細(xì)胞數(shù)、NK細(xì)胞數(shù)以及NKT細(xì)胞數(shù)。
1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 組間樣本采用t檢驗(yàn),結(jié)果用x±s表示,P<0.05表示具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
2.1 紫蘇寧和矢車菊3,5-二葡萄糖苷提取與鑒定結(jié)果 從82.30 g紫蘇葉中分離提取得到0.33 g紫蘇寧和0.35 g矢車菊素3,5-二葡萄糖苷,經(jīng)鑒定與國外實(shí)驗(yàn)HPLC峰譜一致[4]。從圖1可見紫蘇寧(A1)在波長325 nm和530 nm下幾乎無雜質(zhì)峰,達(dá)到了較高的純度,在近52分鐘時(shí)形成波峰;矢車菊素3,5-二葡萄糖苷(A2)在波長325 nm和530 nm下有少量雜質(zhì)峰,在18分鐘附近形成波峰。
2.2 不同濃度紫蘇寧和矢車菊3,5-二葡萄糖苷對免疫效應(yīng)細(xì)胞的刺激 以①100 μg/ml、②10 μg/ml、③1.0 μg/ml 3 種濃度的紫蘇寧、矢車菊素 3,5-二葡萄糖苷、紫蘇寧+矢車菊素3,5-二葡萄糖苷刺激正常人外周淋巴細(xì)胞,刺激7天以后免疫效應(yīng)細(xì)胞組成格局變化見表1。
圖1 紫蘇寧(A1)和矢車菊素3,5-二葡萄糖苷(A2)HPLC鑒定圖譜Fig.1 Identification of Shisonin(A1)and Cyanidin(A2)with HPLC
2.3 紫蘇寧和矢車菊3,5-二葡萄糖苷與PHA和人參皂苷Rh2刺激比較 以紫蘇寧、矢車菊素3,5-二葡萄糖苷、紫蘇寧+矢車菊素3,5-二葡萄糖苷以及人參Rh2濃度均為10 μg/ml,PHA濃度為1%,經(jīng)4天刺激誘導(dǎo)正常人外周淋巴細(xì)胞以后免疫效應(yīng)細(xì)胞組成格局變化見表2。矢車菊素3,5-二葡萄糖苷對CD8+T和NK細(xì)胞增殖具有顯著上調(diào)作用(P<0.05);PHA對CD8+、NK細(xì)胞和NKT細(xì)胞增殖具有顯著上調(diào)作用(P<0.01~0.05);人參Rh2對NKT細(xì)胞增殖具有顯著上調(diào)作用(P<0.01)。
表1 不同濃度的紫蘇寧和矢車菊素3,5-二葡萄糖苷對免疫效應(yīng)細(xì)胞增殖格局的作用(%,x±s)Tab.1 Change of immunologic effector cells stimulated by different concentrations of Shisonin and Cyanidin(%,x±s)
表2 不同刺激物對免疫效應(yīng)細(xì)胞格局的作用比較(%,x±s)Tab.2 Effect of different stimulus to the pattern of immunologic effector cells(%,x±s)
2.4 紫蘇寧和矢車菊3,5-二葡萄糖苷等刺激不同時(shí)間后結(jié)果比較 以紫蘇寧、矢車菊素3,5-二葡萄糖苷、紫蘇寧+矢車菊素3,5-二葡萄糖苷、PHA和人參Rh2等刺激淋巴細(xì)胞誘導(dǎo)培養(yǎng)4天與7天,比較各刺激物對免疫效應(yīng)細(xì)胞的持續(xù)刺激效應(yīng)。紫蘇寧對CD4+T細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞、NKT細(xì)胞的刺激后細(xì)胞增殖百分率自第4天到第7天分別為:49.81±4.42(%)到62.75±5.24(%);25.55±1.56(%)到70.32±5.15(%);0.38±0.12(%)到1.51±0.22(%),均呈上升趨勢(P<0.05)。矢車菊素3,5-二葡萄糖苷對CD8+T細(xì)胞刺激后細(xì)胞增殖百分率自第4天到第7天為38.51±2.34(%)到63.03±4.42(%),呈上升趨勢(P<0.01)。PHA和人參Rh2在第4天到第7天未見持續(xù)性刺激效應(yīng)。
在腫瘤過繼性細(xì)胞免疫治療中,需要回輸大量具有殺腫瘤效應(yīng)的淋巴細(xì)胞。為了快速、經(jīng)濟(jì)地誘導(dǎo)免疫效應(yīng)細(xì)胞增殖,本實(shí)驗(yàn)以紫蘇寧和矢車菊素3,5-二葡萄糖苷刺激正常人外周單個(gè)核細(xì)胞,刺激培養(yǎng)4、7天以后觀察其T細(xì)胞亞群、NK細(xì)胞以及NKT細(xì)胞的刺激增殖作用,結(jié)果顯示紫蘇寧和矢車菊素3,5-二葡萄糖苷對CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞的增殖作用呈現(xiàn)隨刺激物濃度升高而增強(qiáng)的趨勢,矢車菊素3,5-二葡萄糖苷對NK細(xì)胞具有刺激生長作用,而紫蘇寧與矢車菊素3,5-二葡萄糖苷等比例混合沒有發(fā)揮互補(bǔ)的刺激作用,初步證實(shí)了紫蘇寧和矢車菊素3,5-二葡萄糖苷具有誘導(dǎo)CD3+T細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞和NK細(xì)胞增殖的作用。體外細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)間延長會導(dǎo)致其活力下降,紫蘇寧和矢車菊素3,5-二葡萄糖苷可以抵抗自由基對脂肪、蛋白質(zhì)和核酸的氧化性損害,實(shí)驗(yàn)顯示紫蘇寧和矢車菊素3,5-二葡萄糖苷對細(xì)胞的刺激增殖作用隨時(shí)間延長而更顯見。但是紫蘇寧和矢車菊素3,5-二葡萄糖苷在免疫細(xì)胞培養(yǎng)中的作用是刺激細(xì)胞增長還是抗氧化保護(hù)或兼而有之尚待進(jìn)一步證實(shí)。
PHA是人T淋巴細(xì)胞非特異性促有絲分裂原,可用于制備CD3AK細(xì)胞[5]。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),單個(gè)核細(xì)胞經(jīng)1%PHA刺激4天后,NK細(xì)胞和NKT細(xì)胞的增殖率明顯高于對照組,7天以后,CD3+T細(xì)胞和CD4+T細(xì)胞數(shù)逐漸降低。說明PHA在短期內(nèi)可以刺激細(xì)胞生長,尤其是NK細(xì)胞和NKT細(xì)胞,長期刺激對CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞增殖的效果卻遜于紫蘇寧和矢車菊素3,5-二葡萄糖苷。人參皂苷Rh2具有誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的逆轉(zhuǎn)和調(diào)節(jié)免疫功能的作用[6-8]。以Rh2作為刺激物,對單個(gè)核細(xì)胞4天誘導(dǎo)培養(yǎng)后可以明顯刺激NKT細(xì)胞增殖(P<0.01),7天則可以刺激CD4+細(xì)胞和CD8+細(xì)胞增殖。2個(gè)時(shí)間段未見對NK細(xì)胞有誘導(dǎo)作用。NKT細(xì)胞是一種特定的異質(zhì)性T細(xì)胞亞群,兼有NK細(xì)胞和T細(xì)胞的某些特征。NKT細(xì)胞在發(fā)揮殺傷作用時(shí)不受MHC限制,激活的NKT細(xì)胞可以釋放大量細(xì)胞因子,增強(qiáng)機(jī)體抗感染和抗腫瘤的作用[9,10]。本文初步證明人參皂苷Rh2對CD8+T細(xì)胞和NKT細(xì)胞具有增殖效應(yīng)。以花青素、PHA、人參Rh2組合取代細(xì)胞因子誘導(dǎo)免疫效應(yīng)細(xì)胞不僅有效且更經(jīng)濟(jì),具有良好的應(yīng)用前景。
過繼性細(xì)胞免疫治療還須考慮Treg細(xì)胞、γδT細(xì)胞、DC細(xì)胞甚至B淋巴細(xì)胞在抗腫瘤過程中所扮演的角色[11,12],探究紫蘇寧、矢車菊素 3,5-二葡萄糖苷對上述細(xì)胞的作用同樣具有實(shí)用意義。
1 Laperra J,Michaud J,Masquelier J. étude Pharmacocinétique des olitgomères flavanoliques[J].Plates Med Phytother,1977;11(2):133-142.
2 徐亞民,馬 越,趙曉燕et al.紫蘇等4種天然色素抗氧化能力的比較[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào),2007;2(2):187-190.
3 Ilhami Gulcin,Dali Berashvili,Akcahan Gepdiremen.Antiradical and antioxidant activity of totalanthocyanins from Perilia pankinensis decne[J].Journal of Ethnopharmacology,2005;101(2):287-293.
4 Linghua M,Yves L,Isabelle Bombarda et al.Polyphenol extraction from eight Perilla frutescens cultivars[J].Comptes Rendus Chimie,2009;12(5):602-611.
5 郝建峰,夏禾愛,田 敏et al.PHA-CD3AK細(xì)胞的制備及其對惡性腫瘤的療效[J].中國腫瘤生物治療雜志,2010;17(4):424-428.
6 Kitagawal,YoshikawaM,Yoshihawa M et al.Chemical studies on crude drugs[J].Yakuzasshi,1983;103(6):612-622.
7 張麗媛,吳 鐵.人參皂苷Rh2抗腫瘤作用機(jī)制的研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2008;36(4):1467-1468.
8 郭志廷,韋旭斌,梁劍平 et al.人參總皂苷及其衍生物對小鼠淋巴細(xì)胞和NK細(xì)胞免疫活性的影響[J].中國獸醫(yī)學(xué)報(bào),2007;27(5):715-722.
9 Godfrey D I,Stankovic S,Baxter A G.Raising the NKT cell family[J].Nat Immunel,2010;11(3):197-206.
10 李子濤,楊擯燕,吳長有.人外周血NKT細(xì)胞亞群表型及生物學(xué)特征[J].中國免疫學(xué)雜志,2011;27(2):110-114.
11 Beyer M,Schultze J L.Regulatory T cells:major players in the tumor microenvironment[J].J Immunol,2009;182(10):6160-6167.
12 Piconese S,Valzasina B,Colombo M P.OX40 triggering blocks suppression by regulatory T cells and facilitates tumor rejection [J].J Exp Med,2008;205(4):825-839.