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首頁3D 細胞培養體外T 細胞殺死試驗規程

體外T 細胞殺死試驗規程

T細胞殺死試驗 

T細胞是人體免疫系統的重要組成部分,對於對抗癌症腫瘤或感染至關重要。今天,新的免疫療法正在開發中,這些療法可以活化 T 細胞並增強其效應功能,抑制抑制機制,或使 T 細胞靠近其靶細胞。T 細胞殺傷力檢測可用於判斷新藥的效力、新型免疫療法的免疫調節,以及利用動物模型挑選有潛力的候選者進行藥物研究。

隨著最近在 3D cell culture and organoid technology, multiple T cell killing assays have been established to test T cell functionality and response to immunotherapys in vitro.在這裡,我們的穩健且可擴展的T細胞誘殺實驗評估了患者衍生的腫瘤浸潤淋巴細胞(TIL)結合免疫調節劑對自體 人結直腸癌腫瘤球 使用 Millicell® Microwell 96 孔板。由於使用源自患者的腫瘤球體和 TIL,因此該檢測可進行患者特異性檢測。

什麼是 Millicell® 微孔板?

目前的 T 細胞凋亡分析系統處理量有限,通常難以處理,而且重複性低。這使得它們難以擴展至高通量或篩選應用。Millicell® Microwell 96 孔板是一種即用型平台,可用於可擴展、可重複的類器官培養。

板中的孔包含即用型聚乙二醇 (PEG) 水凝膠溶液,無外部固體細胞外基質 (ECM) 是必需的。孔內的 PEG 溶液具有生物相容性,可讓幹細胞有效聚集。

由於在孔內形成的球體或有機體在單一焦點平面上,Millicell®微孔板是自動化工作流程和成像的理想選擇。為了防止微組織流失,Millicell® Microwell 細胞板還設有一個培養基交換口,可在不干擾微組織的情況下輕鬆交換培養基。這種標準化、均勻的類器官培養,是輕易實現 3D 細胞培養研究應用的理想選擇。

體外 T 細胞殺滅分析系統和腫瘤球體的明視野成像示意圖

圖 1. A。Millicell® 微孔板 T 細胞殺死試驗概述。體外T 細胞殺死試驗系統示意圖。從左至右:外部 ECM-嵌入(例如 Matrigel)、非黏附表面、Millicell® Microwell 板。 B.使用 Millicell® Microwell 96 孔板形成的腫瘤球體的明視野圖片。

選擇 Millicell® Microwell 96 孔板

Millicell® Microwell 96 孔板有多種標準設計,適用於不同的應用:

Number of Microwells/well

Working Volume (μl)

產品編號

400μm

121*

200

MC96U4005

600μm

55*

200

MC96U6005

* 表示每孔可能的最大微孔數。每孔的精確數目可能略有不同,可能相差 7%。
Millicell® Microwell 96 孔板基於微孔尺寸的微孔/孔數示意圖

圖 2.Millicell® Microwell 96 孔板的微孔數量/孔基於微孔尺寸的示意圖。

T Cell Killing Assay Protocol

使用此方案,在單孔中形成腫瘤球體,並與 TILs 共同培養。T 细胞杀伤潜能使用半自动图像分析,并在原位执行。

  1. 使用 600μm Millicell® Microwell 96 孔板中的 O 型環,將人類結腸直腸癌球形細胞形成細胞株送入微孔中。
  2. 透過培養基交換口加入培養基。注意:如果需要 ECM,可將其稀釋入培養基,並在此步驟中加入。
  3. 讓腫瘤球體生長並完全發育。
  4. 添加 TIL,直到達到所需的效靶 (E:T) 比值。注意:本檢驗在免疫調節劑 IL2、CD3(IL2 + -CD3/CD28)和 PD1(IL2 + -CD3/CD28 + -PD1/CTLA4)存在或不存在的情況下進行。
  5. 使用細胞追蹤器1監測隨時間變化的生長情況。在這項檢測中,腫瘤細胞、T 細胞和死亡細胞分別用遠紅色追蹤劑(藍色,CellTrace™ Far Red Cell Proliferation Kit; Molecular Probes)、CFSE(綠色)和碘化丙啶(紅色)標記。

對於 T 細胞染色:

  1. 將細胞重懸於 CFSE 染色液中(1:200 於檢測緩衝液中,再以 1:2 於溫 PBS 稀釋),並於 37˚C 孵育 20 分鐘。
  2. 加入等容量的含 10% FBS 的培養基,培養 10 分鐘。
  3. 以 200xg 脫水 5 分鐘。
  4. 將細胞重懸於所需濃度的培養基;例如 10M cells/ml。

對於器官樣染色:

  1. 將細胞重懸於 1ml 含微量(1:1000)的溫 PBS 中,在 37˚C 孵育 20 分鐘。
  2. 加入等量的培養基(DMEM + 10% FBS),37˚C 培養 5 分鐘。
  3. 將細胞重懸於 1 ml 培養基。
  1. 加入碘化丙啶染色以評估 T 細胞殺害。碘化丙啶的稀釋取決於供應商的建議。
  2. 進行半自動圖像分析,量化細胞死亡、腫瘤大小和 TIL 移動。
人類結腸直腸腫瘤球體形成類器官的化驗工作流程及代表性亮場影像

圖 3. 使用 Millicell® Microwell 96 孔板的 T 細胞殺滅方案。 A.類器官生長和形成以及評估與 TILs 共同培養的檢測工作流程。 B.人類結腸直腸腫瘤球體的代表性光場影像。

Millicell®微細孔 T 細胞殺死結果 

Millicell®體內發生的情況。由於單孔中可評估多個均勻的腫瘤球體,因此每孔的數據點數量顯著增加。

我們的檢測結果顯示,在免疫檢查點抑制劑存在的情況下,選定的患者樣本具有自主的 T 細胞活化和增加的細胞毒性反應。在球形細胞形成後的第 3 天,在免疫調節劑存在的情況下,腫瘤球形細胞的總面積減少了(圖 4)。這顯示免疫調節劑的加入導致腫瘤死亡和縮小。更高的效靶比會導致更有效的殺害。這可以透過螢光成像觀察到碘化丙啶信號的增加。

腫瘤細胞與 T 細胞的光場影像,以及碘化丙啶和腫瘤球體的定量。

圖 4.患者衍生的結腸直腸腫瘤球體和自體 TILs 共培養評估。 A。腫瘤細胞(藍色)的明視場顯微鏡圖像,T 細胞 10:1 E:T 比例(綠色)和死細胞(紅色)。縮放條 500μm。B.第 3 天碘化丙啶染色的定量;C.第 3 天腫瘤球形面積的量化。

這種檢測方法使用 Pmel-1 轉基因小鼠模型進行了驗證。黑色素瘤腫瘤球體在有 T 細胞存在的情況下被破壞,但在沒有 T 細胞的情況下仍能穩定生長。正如在體外T細胞殺死實驗中所看到的,高E:T比率會導致更有效的腫瘤殺死。

黑色素瘤腫瘤球體與靶向 T 細胞共培養的光場成像及碘化丙啶濃度的量化

圖 5.Pmel-1 小鼠模型 T 細胞殺死試驗。 A。B16-F10 黑色素瘤腫瘤球體與靶向 T 細胞以 10:1 E:T 共培養的光場成像。縮放條 500μm。B.第 2 天碘化丙啶濃度的量化。

參考資料

1.
Dutta D, Rivest F, Lorenzo-Martín LF, Broguiere N, Tillard L, Ragusa S, Brandenberg N, Höhnel S, Saugy D, Rusakiewicz S, et al. Probing the killing potency of tumor-infiltrating lymphocytes on microarrayed autologous tumoroids. https://doi.org/10.1101/2021.03.30.437679
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