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一种体外培养条件下扩增人NK细胞的方法

阅读:242发布:2023-02-26

专利汇可以提供一种体外培养条件下扩增人NK细胞的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种体外扩增人NK细胞的方法。其特征在于以人 外周血单个核细胞 (PBMC)为原始培养材料,与采用基因工程的方法构建的刺激NK细胞生长的工程细胞一起共同培养。构建的刺激NK细胞生长的工程细胞是把具有促进NK细胞生长的几种细胞因子(IL-2、IL-12、IL-15、IL-18、4-1BB)表达在K562细胞的表面。该工程细胞经过γ射线照射灭活后与PBMC在体外进行共培养,结果这种刺激方法比目前通用的单纯向培养液中加入可溶性的细胞因子的扩增效果要强几百倍;经过3周的培养,PBMC中的非NK细胞基本上死亡消失,NK细胞大量增殖,NK细胞的纯度达到了96%以上,NK细胞总数扩增了1500倍以上。,下面是一种体外培养条件下扩增人NK细胞的方法专利的具体信息内容。

1、一种体外扩增人NK细胞的方法,其特征是以人外周血单个核细胞(PBMC)为原始培养材料,与采用基因工程的方法构建的刺激NK细胞生长的工程细胞共同培养。
2、 根据权利要求1臓的方法,辦征J^lj激NK细胞生长的工翻胞,把具有鹏 NK细J3^fe长的m^细胞因^^在传rai&)t表面。
3、 «权利要求2 m&^"法,,征是在传f^Sam表面皿的细胞因^&括IL-2、 IL-12、 IL—15、 IL—18、 4—1BBL五种蛋白##^同敏,传代细胞包括K562细« HFWT 细胞。
4、 鹏权利要求3臓的方法,^!iE是在传微Sfiai:魏人IL-2、 IL-12、 IL-15、 IL-18、 4-lBBL五种蛋白是在基因平将IL-2、 IL-12、 IL-15、 IL-18四种蛋白的基因分别 与一Si^膜蛋白的基因搬;4-1BBL本身含有跨膜区,故不与跨膜蛋白的基因職,用其 自身識的基因;随后将S^因分别克隆到餓^^体,^^^混^^染传4胞,构 翻鄉胞。
5、 根据权利要求4戶腿的方法,辦征^I微NK细W增时,4柳^P种基因共转染 的^ii^F种细胞因子的一种工程细胞,或舰至少鹏以上毅单一细胞因子的工鄉胞 的组合。

说明书全文

一种体外,斜下扩增人NK细胞的方法

财领域

发明涉及免疫学与肝生物学领域,具微及有繊高NK细胞的^^其雑活性的一种 体外»^牛下扩增人NK细胞的方法。 背景駄

NK (自然雑,natural killer)细胞是机^Mg的免鄉胞,在棚中瘤、抗病#^免疫 中fe^重要的作用。由于NK细胞的,活性无MHC限制,因此称为自然杀伤。NK细胞的lE^tefc 要劍中瘤细胞、病^li^胞、鹏自身组织溯胞(如鹏胞)、寄生虫等,因此NK细胞是机体 抛中瘤、鹏染免疫的錢舰部分。由雅離点,NK细胞在细胞免疫治疗上有着广泛的应用 前景。但是A^卜周血中NK细胞的爐艮少(约占淋巴细胞的5%-20%), M卜周血中分离NK细鹏 本昂贵,而且分离的NK细胞"i^P处于一瞎化拔态,在很^S上限制了雜临床上的应用。研 究显示,IL-2、 IL-12、 IL-15、 IL-18、 4-1BBL等细胞因子对促进NK细胞的分化成熟、活化、增 殖及细胞毒離有重要作用。多年来,人们一直尝试在体外培养^f牛下加戏些细胞因子,期望 能使NK细胞得到:AA的扩增。从以往的研^t看,采用向培养液中加Alffl胞因子的方法,夕卜周 血糊细胞(PBMC)敏14-21天的培养,會^f吏NK细胞扩增几十倍,^iiSlj50~60%。另外, ,灭活的K562细lfi^是IWr肿瘤细胞与PBMC共培养,也能使NK细胞扩增几十倍。但是, 这W增效果仍然不能满足实际的应用,总的说来,目前尚^有效的体夕hT增体系,所以NK细 胞的临床鹏受到了严重的限制。 发明内容

本发明提供了一W增人NK细胞的方法,使人PBMC中的NK细胞在体外培养^K牛下大规模 扩增,有«高服细胞的总量、纯度以^^活性。

本发明在体外培#^牛下扩增人NK细胞的方法是按如下技术方案实现的:采用基因工程的

3方法构建一种刺激NK细脏长的工翻胞,即把具有鹏NK细胞生长的厕细胞因子^ii在K562 细胞的膜表面,构建了敏几种细胞因子的工程细胞。紅程细flS^! y射线赚灭活后与人PBMC 在体外进行共培养,结果表明这种刺激方法比目前已有的单纯向培养液中加入可溶性细胞因子的 扩增鄉要5肌百倍,紐3周的歸,PBMC中的非NK细鹏本上死t^失,NK细胞大難殖, NK细fl^ii?lj了 96%以上,NK细脱总W增了 1500倍以上。

本发明,的体夕hT增人nk细胞的方法的,征是,采用基因工程方法构建,的刺激细 胞,{狄PBMC中的NK细胞在体夕附定的線^f牛下与麟的刺鄉鹏同培养的雖中得到大 规模的扩增。m的刺鄉胞是指細基因工程的方法在传^HB^面分别鋭人IL-2、 IL-12、 IL-15、 IL-18、 4-1BBL五种细胞因子,^a几种细胞因子的传代细胞可以是K562细臓HFWT 细胞;特定的歸剝牛包括配第IJ^的培鎌。

本发明,的体夕HT增人nk细胞的方法的,征是在传^ffl胞表面,人il-2、 il-12、 IL-15、 IL-18、 4-lBBL几种细胞因子,是在基因平将IL-2、 IL-12、 IL-15、 IL-18四种细胞因 子的基因分别与一mJ^膜蛋白的基因拼接。4-1BBL本身含有跨膜区,故不与跨膜蛋白的基因皿, 用其自身鎌的基因。随后将S^因分别克隆到餓^i^体pcDNA3.1,再转染K562细胞,构 建了麟的刺鹏胞。跨膜蛋白是指当IL-2、 IL-12、 IL-15、 IL-18基因与跨膜蛋白基因融合表 达后,倉辦将IL-2、 IL-12、 IL-15、 IL-18蛋白锚定在^ii^W^刚的一类蛋白。

本发明中在体外麟剝牛下扩增人NK细胞的方法具有以下优点:NK细胞的扩增倍,到了 显著繊高,比单纯向i^^中掺入可溶性IL-2、 IL-12、 IL-15、 IL-18鹏纯K562要高几百倍; 并且,提高了nk细胞的,,扩增获得的服细«©可以超1』96%;与夕卜周血中直接分离的NK 细胞相比,按本发明扩增的NK细I6^活性提高20倍、y 4職^i魏口 300多倍,魏NKp46 離性受体的服细綠0.31%提高到65%,相差约200倍。

本发明中扩增人NK细胞的关键是用人PBMC为原始材料,在特定的斜牛下把PBMC与采用基 因工程的方法构建的刺,胞一起培养。Tffi结合实施例具体介绍本发明中在体夕hT增人NK细胞的旅。

实施例l: CD8 a ^i^膜区基因的克隆。

为了倉辦将IL-2、 IL-12、 IL-15、 IL-18细胞因子以膜蛋白形式^ii在K562细胞的膨卜层, 首先^S些细胞因子的M卜部分分别与CD8 a链跨膜区基因融合。 ,的CD8 a ^!^膜区基因(CD8tm)为:

CD8加是用下面的两段,合成的: CD8F: 5, tcggatcctacatctgggcgcccttggccgggacttgtggggtccttctcctgtcactgg 3, CD8R: 5, atgcggccgcttagcagtaaagggtgataaccagtgacaggagaaggaccccacaagtcccgg 3,

这两段核苷^iii3I火、延伸得到了鎌的CD8 a ^!^膜区基因,基因的5'端和3'端分 别引入了 BamH I和Not I酶切位点。利用这两个酶切位点,将CDS a ,膜区基因克隆至 pcDNA3. l+/Neo ,,载体上,测序正确后备用。构建含CD8 a ,膜区基因的载体称为: pcDNA3. KD8。

实施例2: IL"2、 IW2、 IL"15、 IL48基因在K562细鹏上的就。

采用RT-PCR的方、M别从人PBMC中提取mRNA,扩增IL-2、 IL-12、 IL_15、 IL-18的cDNA。

扩增IL^2的上游引物是IL"2F: 5'tegctagcatgtacaggatgcaactectg3,,下游引物是IL-2R: 5'toggatcc

agteagtgttgagatgatgc 3,,上下游弓l物中分别弓l入了 Mie I和BamH I酶切位点;

扩增IL-12的上游引物是IL-12F: 5'tagctagcatgtggccccctgggteagcct3,,下游引物是IL42R: 5,

toggatecggaagcattcagatagctc 3,,上下游弓l物中分别引入了 Nhe I和BamH I酶切位点;

扩增IL45的上游引物是IL-15F: 5'togctagcalgagaatttogaaaccacatttgag3',下游引物是IL45R:

5' teggatecagaagtgt^tgaacatttggac3',上下游弓l物中分别弓l入了 Nhe I和BamH I酶切位点;

扩增IL-18的上游引物是DU8F: 5'togctagcatggctgctgaaccagtagaagac3,,下游引物是E^18R:

5, teggatec gtottogttt^aacagtgaaarttatag 3,,上下游弓l物中分别弓l入了 Nhe I和BamH I酶切位点;

扩增的IL-2、IL"12、IL45、IL-18 cDNA用Nhe I和BamH I双酶切后分别克隆到pcDNA3.1《D8载体中CD8a^^膜区基因的上游,然后分别转染K562细胞,G418繊单个克,胞,抗体染 色鉴定,最后分别获得了以跨鹏:^felL-2、 IL-12、 EL-15、 IL-18的K562工程细胞(刺激NK 细胞扩增的K562细胞)。

IL"2与CD8a^^膜区的融合基因(IL^2CD8)序列为:

gctagcatgtecaggatgcaactoctgtottgcattgcactaagtottgcact^toacaaacagtgcacctacttcaagttetacaaagaaaacacagctacaa

ctggagcatttactgc^atttaca^^attttgaatggaattaataattacaagaatc

ccaa^tcaccaggatgotcacatttaagttttacatgcccaagaaggccacagaactgaaacatctteagtgtctagaa

gaagaactcaaacctctg^ggaagtgctaaatttagctcaaagcaaaaactttcacttaagacccagggacttaatcag

caatatcaacgtaatagttc^gaactaaagggatctgaaacaacattcatgtg^aatatgctgatgagac^caacca

ttgtagaatttc^aacaga^gattaccttttgtcaaagcatcatctcaacac^actggatcctacatctgggcgccct^gcc^gacttg^gggtccttctc

ctgtc^tggttatoaccctttactgctaagcggccgc

IL42与CD8(xa^膜区的融合基因(IL"12CD8)序列为-

gctagcalgtggccccctgggtc^cctcccagccaccgccctcacctgccgcggccacaggtc%catccagcggctcgccc^t glccctgcag^ccggctcagca^lgtccagcgcgcagcctcctccttgggctaccctggtcctcc^gaccacctca gtt^gcc^aaacctccccgtggccactcc^acccaggaatgdccca^ccttcaccactcccaaaacctgctgagg fficgtcagcaaca^ctccaga^gccag^caaactctagaattttacccagcacttctgaagagmtffltca^aaga

gcctggcctocagflaagacctcttttatg3tggccc^ccttagtagt

gcaggccdgaatdcaacagtgagactgtgccacaaa gctctgcatacttcttcatgctdcag^attcgggca gcttccggatcctacatc^ggcgccct^gccgggacttg^gggtccttctectgtcactggttatcaccctttac^ctaagcgg ccgc

IL-15与CD8a^l^膜区的融合基因(IL"15CD8)序列为-

gctagcatgagaatttcgaaaccacatHgagaagtatOccatccagtgctacttgtgdtacttctaaacagtcattttctaac^aagct^cattca^tcttcatt ttgggctgtttcag^cagggcttectaaaacag3Hgccaactgggtgaa^taata^tgatt^aaaaaat^aagatcUattcaatctatgcatattgatgc tactttatatec鹏aagtgatgttcaccccagttgcaaagtaacagcaa^aagtgcfflctcttggagttacaagttatttcacttgagtccggagatgcaagtat tcatgatacagtagaaaatctgatcatoctagcaaacaacagtttgtottctaatgggaatgtaacagaatctg^^caaagaatgtgaggaactggaggaaa aaaatattaaagaatftt^cag^ttttgtacatattgtccaaatgttcatcaacacttc^gatcctacatctgggcfficcttggccgggacttgtggggtccttctoctgtca c^ggQatcaccctttac^gctaagc銘ccgc

IL"18与CD8aHl^膜区的融合基因(IH8CD8)序列为:ttatcaccctttactgotaa^:ggccgc

实施例3:冬1BBL基因在K562细M上的表达。

44BBL本身就Ji^膜蛋白,不需要和CD8(x^5^膜区基因融合,直接克隆到pcDNA3.H/Neo 餓S^体即可。44BBL基因的扩增与i^m胞因子扩增相同,也j^ffl RT-PCR的^法从人 PBMC中获f媒mRNA。扩增44BBL的上游引物是4"1BB-F: 5,tcgctagcatggaatecgcctotg9cgcttcac3,, 下游引物是44BB"R: 5,togg3tottattccgacctoggtg3aggpg3,, ^i:下游引物中分别引入了Nhel和BamH I酶切位点;扩增的4■lBBLcDNA用NheI和BamHI■切后克隆到pcDNA3.1+/Neo载体中,然 后分别转染K562细胞,G418筛选单个克隆细胞,抗体染色鉴定,最后获得了以跨膜形式毅 4"1BBL的K562工程细胞(刺激NK细胞扩增的K562细胞)。 ,的4"1BBL基因为:

gccttgggccctggtcg^gggc^p^gctgctgctgctcgc^ccgcctgcgccgtcttcctcgcctgcccc^gg ccg^gtccggggctcgcgcctcgcccggctccgpggccagcccgag9ctocgcgagggtcccgagctttegcccgacgat ca^o^gpctetiggacctgcggp^ggcalgtttgpgcag!Clgg(ggcccaaaalgdctgctplcgalgggcccct g3gc^gtacag^cccaggcctggcaggcgtgtccc^acggggggx^agctacaa^3ggacacgaaggagc^g

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cgcctcctccg^ggctcggaactcggccttcggtttccagggccgct^c^cacc^ag^ccggccagcgcctgggcg

tccatcttcacactgaggccagggcacgpcatgcc^gcagcttacccagggcgccac^tct^ggactcttccggg^

acccccgaaalcccagcpggactcccttcaccgaggtcggaalaaggatcc 实施例4: NK细胞的体夕hT增培养。

M^的M^PBMC分为两份,其中一份用于^;细胞仪分析扩增前NK细胞的含量与表 面丰琉,另一份加入24孔培鎌中,銜L3万个细胞,同时加入等量的经IO, 000rad的Y射线 灭活的K562工程细胞ClL-12、 IL-15、 IL"18、 4^1BBL的K562工程细胞,或IL-2、 IL-12、 IL-15、 IL-18、 44BBL的K562Ig细胞)。37。C二孵箱蹄,每三^f孔中的液体进行半 量换液,扩增培养21天。培,为含10Q/。小牛血清的RPM1640、 100IU/ml的IL>2。用M细胞 仪分析扩增培养的细胞中NK细胞的含量与表面标记。以CD56+CD3-作为NK细胞的»标记。 结果表明扩增前NK细胞在PBMC中的含量为6。/。,经过21天的扩增后,NK细胞的纯度 H^12、 IW5、 IM8、 4-1BBL的K562工程细胞'剌酶为95%,'敬IL"2、 IW2、 IW5、 IL48、

7"BBL的K562工程细胞'刺、鹏为93%。 NK细胞的数ft!A扩增初的3万/孑UU扩增后的5千万 和5-5千万,分别扩增了 1666倍和1833倍。 实施例5: NK雑離实验

'就11^12、 IL-15、 H8、冬1BBL的K562工翻胞,刺激组扩增的NK细胞以及'魏IL"2、 IL-12、 IL>15、 IL-18、 44BBL的K562工禾麴胞,刺鹏扩增的NK细胞,分别与K562细胞作用, 观察NK细胞对K562细胞的,率。NK细胞(,细胞)与K562细胞(耙细胞)的比例为5:2。 ^ffl胞与,胞37'C二氧化碳孵箱孵育4小时后加入甲謝禺氮唑盐(methy 1hiazolyl tetrazolium , MTT)再孵育4小时,570nm波长测OD值并计算維率。雑率(%) = (1—(^ffl勵卩, 胞孔的OD值—^a胞孔OD衝/ ,胞孔OD值)xl00%;'魏IL-12、 IW5、 IL"18、 44BBL 的K562工禾翻胞,刺、^a扩增的NK细胞的雑率为80%,'鋭IL-2、IL-12、IL45、IL48、冬1BBL 的K562工禾魏胞'刺^i扩增的NK细胞的雑率为85%。说明书與虫部分„列表

<110>江罗森生物制I9W限公司

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18

DNA

<213> CD8 a鹏膜区

<220> <221> <222> <223> <400> 1 gga tcc Gly Ser

etc ctg Leu Leu

CDS

(1)...(78)

tac ate tgg Tyr lie Trp 5

tea ctg gtt Ser Leu Val 20

gcg ccc ttg gec ggg act tgt ggg gtc ctt 45 Ala Pro Leu Ala Gly Thr Cys Gly Val Leu

10 15 ate acc ctt tac tgc taa gcg gec gc 86 lie Thr Leu Tyr Cys *

25

<210> <211> <212> <213> <220> <221> <222> <223> <400>

CD8F

2

teggatccta catctgggcg cccttggccg ggacttgtgg ggtccttctc ctgtcactgg 60

<210> 3

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<212>腿

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<220>

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<222><223> <■> 3

atgcggccgc ttagcsgtsa 3gggtgsta3 ccagtgacsg gsgaaggacc ccacaagtcc 60 egg 63

<210> 4 <211> <212> DNA <213> LL-2F <220> <221> <222> <223> <400> 4

tcgctagcat gtacaggstg caactcctg 29

<210> 5 <211> <212> DNA <213>化-2R <220> <221> <222> <223> <400> 5

tcggatccag tcagtgttga gatgatgc 29

<210> 6 <211> <212> DNA <213>工L-12F <220> <221> <222> <223> <400> 6

tsgctagest gtggccccct gggtcagcct 30

<210> 7 <211> <212> DNA <213> ILi-12R <220> <221> <222> <223> <機> 7

tcggatccgg aagcattcag atagctc 27<210> 8 <211> <212> DNA <213> IL-15F <220> <221> <222> <223> <400> 8

tcgctsgcat gagastttcg aaaccacatt tgsg 34

<210> 9 <211> <212> DNA <213> IL-15R <220〉 <221> <222> <223> <400> 9

tcggatccag aagtgttgat gaacatttgg ac 32

<210> 10 <211> <212> DNA <213> IL-18F <220> <221> <222> <223> <400> 10

tcgctagcat ggctgctgsa ccagtagaag ac 32

<210> 11 <211> <212> DNA <213> i:L-18R <220> <221> <222> <223> <400> 11

tcggatccgt cttcgttttg ascsgtgsac attatag 37

<210> 12 <211> <212> DNA <213>化-2CD8 <220><221>

<222> (7)...(543>

<223>

<■> 12

get age atg tac agg atg caa etc ctg tct tgc att gca eta agt 45 Met Tyr Arg Met Gin Leu Leu Ser Cys lie Ala Leu Ser 15 10 ctt gca ctt gtc aca sac sgt gca cct act Leu Ala Leu Val Thr Asn Ser Ala Pro Thr

15 20 25

333 sea cag ct3 ess ctg gsg cat tta ctg Lys Thr Gin Leu Gin Leu Glu His Leu Leu

30 35 40

att ttg aat gga att ast ast tac 33g ast lie Leu Asn Gly lie Asn Asn Tyr Lys Asn

45 50 55

atg etc acs ttt asg ttt tac atg ccc aag Met Leu Thr Phe Lys Phe Tyr Met Pro Lys

60 65 70

aaa cat ctt csg tgt eta gas gas gaa etc !Lys His Leu Gin Cys Leu Glu Glu Glu Leu

75 80 85

gtg eta 33t tts get C33 age aaa sac ttt Val Leu Asn Leu Ala Gin Ser Lys Asn Phe

90 95 100

gac tt3 stc age 3at stc sac gta sta gtt ctg gaa ct3 aag gga 360 Asp Leu lie Ser Asn lie Asn Val lie Val Leu Glu Leu Lys Gly

105 110 115

tct gaa acs acs ttc atg tgt gsa tat get gat gag aca ges acc 405 Ser Glu Thr Thr Phe Met Cys Glu Tyr Ala Asp Glu Thr Ala Thr

120 125 130

att gts gaa ttt ctg asc sga tgg stt acc ttt tgt caa age ate 450 lie Val Glu Phe Leu Asn Arg Trp lie Thr Phe Cys Gin Ser lie

135 140 145

ate tea aca ctg act gga tec tac ate tgg gcg ccc ttg gcc ggg 495 lie Ser Thr Leu Thr Gly Ser Tyr lie Trp Ala Pro Leu Ala Gly

150 155 160

act tg^ 999 ctt ebc ctg tea ctg g^b ate acc ctt tac tgc 540 Thr Cys Gly Val Leu Leu Leu Ser Leu Val lie Thr Leu Tyr Cys

165 170 175

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<210> 13

<211>

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<220>

<221>

12

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<223>

<機> 13

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180 185 190

ctg gca gtt att gat gag ctg atg cag gcc ctg aat ttc aac agt 630 Leu Ala Val lie Asp Glu Leu Met Gin Ala Leu Asn Phe Asn Ser

195 200 205

gag act gtg cca caa aaa tec tec ctt gsa gaa ccg gat ttt tat 675 Glu Thr Val Pro Gin !Lys Ser Ser Leu Glu Glu Pro Asp Phe Tyr

210 215 220

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225 230 egg gca gtg act att gat aga gtg Arg Ala Val Thr lie Asp Arg Val

240 245 gga tec tac ate tgg gcg ccc ttg Gly Ser Tyr lie Trp Ala Pro Leu

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270 275

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235

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<210> 14

<211>

<212> DNA

<213>化-15CD8

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<222> (7)...(570)

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195 200 205

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