用细胞因子/细胞毒性™小组流式细胞仪肿瘤渗透淋巴细胞的功能分析

作者:

大卫•德雷伯博士

日期:

2020年8月

促炎细胞因子响应与CANZYME B和CD107a(灯-1)的表达相结合,是免疫肿瘤间空间中的有价值的生物标志物1-3。基于细胞的测定,可以量化肿瘤衍生效应淋巴细胞中这些靶标的表达,提供了含有药物候选物的作用机制的见解。Covance的临床yaboapp体育官网前肿瘤学基团提供了一种新的搁板测定,其利用细胞因子/细胞毒性标准流式细胞术面板在T细胞,天然杀伤剂(NK)和天然杀伤T细胞(NKT)子集中量化这些终点。该技术聚焦演示了如何将细胞因子/细胞毒性™面板纳入其中在活的有机体内研究和结合常规免疫蛋白酶,帮助在临床前药物开发期间建立鲁棒数据集。yaboapp体育官网

细胞因子包括IFNγ、TNFα和IL-2通过促进肿瘤微环境中的先天和适应性免疫细胞激活和T细胞增殖而具有抗肿瘤活性。体内通过直接或间接机制通过T细胞活化抑制肿瘤生长的疗法通常会增加肿瘤浸润性T细胞的频率,这些T细胞促使剧烈响应离体刺激。在NK和NKT细胞中,类似的效应已经被证明与启动和随后的IFNγ/TNFα的产生有关。除了产生细胞因子,在活的有机体内治疗可以诱导效应淋巴细胞以获得高度的细胞毒性特性,使肿瘤细胞溶解通过直接的细胞 - 细胞接触机构能够。该方法是由储存在免疫细胞内的细胞溶胶颗粒的穿孔素和颗粒酶的表达和释放介导的。这些毒素破坏了细胞膜并诱导靶肿瘤细胞中的细胞凋亡。此外,脱粒与效应细胞表面上CD107a的表达一致,因此可以用作细胞毒性活性的标志物。

在一起,可以分析上述签名以检查肿瘤微环境中淋巴细胞亚群的激活状态。细胞因子/细胞毒性面板通过使用T细胞,NK和NKT细胞特异性抗体组合细胞表面免疫蛋白酶对细胞因子的细胞内染色和Granzyme B表达(表1)来实现这些测量。

表1:细胞因子/细胞毒性™面板

抗体/染料

描述

CD45

泛造血细胞标记

CD3.

Pan-T细胞标记

CD4.

CD4.+T细胞标记

CD8.

CD8.+T细胞标记

CD49B / CD335.

自然杀手/自然杀手T细胞标记物

干扰素γ

促炎细胞因子

TNFα.

促炎细胞因子

* - 2

T细胞激活器

Granzyme B

细胞毒性标记

CD107A

脱杆标记

活力染料

尸体排除

*IL-2可被IL-4、IL-17a等其他细胞因子替代

辐射和抗MCTLA-4治疗后4T1-LUC肿瘤衍生效应细胞中细胞因子和Granzzyme B分析

利用细胞因子/细胞毒性面板来测量细胞因子和颗粒酶B在本数据集中使用了小鼠4T1-luc乳腺癌模型。图1显示了用于描述T细胞和NK细胞亚群的门控策略。与我们所有的临床前肿瘤流式细胞术面板一yaboapp体育官网样,分析从死亡细胞排除开始,随后描述CD45+免疫细胞识别感兴趣的免疫子集(未显示)。示出了在PMA /离子霉素刺激后IFNγ,TNFα,IL-2和Granzzyme B表达的代表性谱。

图1:通过流式细胞术,淋巴细胞亚群中的促炎细胞因子和Granzzyme B的蛋白酶
图1:通过流式细胞术,淋巴细胞亚群中的促炎细胞因子和Granzzyme B的蛋白酶

4T1-luc肿瘤微环境具有高度的免疫抑制,其特征是存在大粒细胞髓系来源的抑制细胞浸润(未显示)。4T1-luc是已知对检查点抑制疗法有耐药性的模型。然而,当与小动物放射研究平台(SARRP, Xstrahl)提供的放射结合时,anti-mCTLA-4改善了4T1-luc肿瘤的生长抑制(图2A,左)。肿瘤生长抑制可能不是由于治疗诱导的效应细胞募集的增加,因为流式细胞术并没有显示肿瘤中T细胞或NK细胞计数的增加在活的有机体内处理条件与同种型对照组相比(图2A,右)。然而,离体用PMA /离子霉素刺激肿瘤衍生细胞显示CD8+T细胞具有增强的产生IFNγ的能力。此外,与对照相比,NK细胞表达较高水平的颗粒酶B(图2B)。这些数据表明,用辐射和抗MCTLA-4结合治疗增强了CD8的激活状态+T细胞和NK细胞。这证明了在疗效和免疫表型研究中包括机制标记物的价值。

图2  - 细胞因子 - 细胞毒性面板
图2:4T1-LUC模型中效应细胞促炎反应的分析。具有已建立的4T1-LUC肿瘤(n = 6 /组)的BALB / C小鼠用抗MCTLA-4(克隆9D9),焦辐射(“RAD”; SARRP,Xstrahl Inc.),两者组合,或同种型对照抗体。将肿瘤分离成单细胞悬浮液(Gentlemacs TM,Miltenyi Biotec),并在数据采集之前用荧光抗体标记。对于细胞因子和Granzzyme B分析,在Brefeldin A的存在下,用PMA /离子霉素刺激肿瘤衍生的细胞5小时。在孵育后,收集细胞并针对细胞内靶标免疫染色。在Attune™NXT(Thermofisher Scientific)流式细胞仪上获得数据,然后使用Flowjo软件(BD)进行分析。

CT26肿瘤源性效应细胞抗mctla -4治疗后脱颗粒分析

CD107a在脱颗粒期间在细胞表面表达,是一种常用的标记物,用于测量治疗诱导的细胞毒性活性影响。细胞因子/细胞毒性™面板用于检测抗mctla -4对CT26结直肠癌小鼠淋巴细胞毒性和肿瘤生长的影响。用抗mctla -4治疗的CT26荷瘤小鼠的肿瘤生长抑制率为74%(图3A)。为检测细胞毒性,检测CD8细胞中CD107a和颗粒酶B的表达+T细胞,NK和NKT细胞离体PMA/离子霉素刺激肿瘤源性细胞。代表性表达式概要如图3B所示。分析显示,与同型对照组相比,抗mctla -4治疗触发了所有三个亚群中CD107a表达的增加。这与NK和NKT细胞中颗粒酶B表达水平的降低相一致。数据表明,NK和NKT细胞中储存的颗粒酶B在脱颗粒过程中消耗殆尽。请注意,CD8+T细胞颗粒酶B表达在组之间没有差异,也许是因为均衡德诺维通过治疗和脱粒速率触发的颗粒酶B的表达。将这种表型均一致地与细胞毒性和直接肿瘤细胞杀灭活性的潜力诱导的治疗诱导的增强。

图3  - 细胞因子 - 细胞毒性面板
图3:CT26模型中细胞毒性分析。具有已建立的CT26肿瘤(N = 10 /组)的BALB / C小鼠用抗MPD-1(克隆RMP1-14)或同种型对照抗体给药。如上所述进行离体刺激和免疫蛋白型。

自定义-面板配置自定义细胞因子响应

细胞因子/细胞毒性™面板预先配置以测量促炎细胞因子。面板也可以定制以检查其他细胞因子响应。例如,Helper CD4+T细胞分为不同的CD4+效应表型,包括Th1,Th2和Th17。这些子集在肿瘤发病机制中具有不同的作用。TH1细胞的特征在于释放IFNγ,而TH2和TH17可以分别表征IL-4和IL-17。Cytokine / Cytotoxicity™面板可以定制,包括IL-4和IL-17A,以促进对肿瘤微环境中辅助T细胞分化的治疗诱导的影响的机械分析。

要了解更多关于细胞因子/细胞毒性™面板如何可以纳入您的临床前肿瘤研究,请联系Covance的科学家。yaboapp体育官网

请注意,所有的动物护理和使用都是根据AAALAC认可的设施的动物福利法规进行了IACUC议定书审查和批准。

1.Clynes,R. A.,&Desjarlais,J. R.(2019)。癌症治疗中重定向的T细胞细胞毒性。医学年度审查70,437-450。

2.Miller, J. S., & Lanier, L. L.(2019)。癌症免疫治疗中的自然杀伤细胞。癌症生物学年度审查3.77-103。

3. BAE,E. A.,Seo,H.,Kim,I. K.,Jeon,I.,&Kang,C. Y.(2019)。NKT细胞在癌症免疫疗法中的作用。药物研究档案,1-6。