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细胞毒T淋巴细胞(CTL)活性测定方法进展

 

细胞介导的免疫反应(cell mediated immune, CMI)在机体抗感染及抗肿瘤免疫、移植排斥反应和自身免疫病中发挥重要的作用。CMI的主要效应细胞之一为细胞毒T淋细胞(cytotoxic T lymphocyte,CTL)。目前在医学基础与临床研究中重视CTL活性测定,将其作为了解机体细胞免疫功能和探索疾病机理的重要方法之一。
    经文学事业上的资助者的CTL活性测定方法为51铬(Cr)释放法,本法结果准确、重复性好,但也存在以下不足:
使用放射性的51Cr不利于安全操作及废物处置,且需特殊测定仪器;51Cr自发释放率高,常因不同靶细胞标记效率变化差别大而影响结果判定;51Cr半衰期(27.8天),无法用于需多次测定的动物试验;细胞共育时间短而试验操作步骤多,不能在单个细胞水平进行测定。因此多年来人们一直试图寻找可以替代51Cr释放法的CTL活性测定方法,如采用荧光标记、流式细胞分析和报告基因等技术的灵敏可靠、简单易行的非同位素测定法。
    1  荧光测定法
    1.1  测定法
    1.1.1  alamarBlue一步荧光测定法

报告基因转染法[7]
    应用基因转染技术将原核或真核生物的报告酶如β-半孔糖苷酶(β­galactosidase,β­gal)或荧光素酶(luciferase,luc)基因转染靶细胞,建立稳定转染靶细胞系,以此测定CTL、NK细胞及药物介导的细胞毒和细胞凋亡。通过测定释放入培养液中报告酶活性(代表靶细胞死亡数目),可以计算效应细胞杀伤靶细胞%。其中β­gal半衰期较luc长,应用较为方便。本法
灵敏度高,自发释放背景低;用不同告基因转染的细胞系可同时测定杀伤活性,结果互不干扰,还可通过转基因小鼠进行在CTL活性研究;用不同的基因调控元件(如组织特异性的或活性可诱导的启动子)控制报告基因的表达,可进一步深入进行机理研究。其主要不足是建立报告基因稳定转染细胞系费时费力rb告基因在有些靶细胞难以转染或表达。
    3  比色测定法
    3.1  MTT(或MTS)还原法[8] 
    本法根据细胞代谢活动与活细胞数直接成比例的原理,通过测定靶细胞代谢活性的减少来反映效应细胞所致靶细胞的死亡。氧化型MTT进入细胞后被线粒体脱氢酶还原生成蓝色formazan颗粒,经溶剂溶解后比色定量,其颜色深浅直接与活细胞数有关,与靶细胞对照孔比较可计算效应细胞杀伤靶细胞%。本法简便易行,无需预标靶细胞,与51Cr释放法比较相关性好,还可测定淋巴细胞增殖活性和NK细胞活性。MTT类似物MTS在细胞内还原的formazan产物具有水溶性,性质较稳定,其测定简单快捷,特别适合于大批量测定。微生物污染可导致本法假阳性结果。
    3.2  LDH释放法[9]  
    酸脱氢酶(LDH)在胞浆内含量丰富,正常时不能通过细胞膜,当细胞受损伤或死亡时可释放到细胞外,此时细胞培养液中LDH活性与细胞死亡数目成正比,用比色法测定并与靶细胞对照孔LDH活性比较,可计算效应细胞对靶细胞的杀伤%。本法操作简便快捷,自然释放率低,可用于CTL及NK细胞活性测定及药物、化学物质或放射引起的细胞毒性,现已有LDH法测定CTL活性试剂盒(promega)。应注意较高浓度FCS中所含LDH可能干扰结果。
    4  其他
    4.1  “鸡尾酒“混合刺激法[10] 
    Swincarski等介绍了一种测抗原特异性CTL活性方法,将外周血细胞在体外用一种含有抗原、细胞因子、共刺激分子及放射照射的饲养细胞的混合“鸡尾酒”刺激7天后,在有限稀释条件下可从微孔板快速测得抗原特异性信号。本法灵敏性高,较传统的CTL测定方法更有效,尤其是本法仅需150µl小鼠外周血而无需处死动物,因此可增加每次测定时的小鼠数量,还可在体内研究过程中于不同时间从每个小鼠多次取血测定,大大方便了CTL反应及其体内效果的相关性研究。
    4.2  ELISPOT试验[11,12] 
    酶联免疫斑点试验(ELISPOT)通过检测抗原诱导的细胞因子(如IFN-γ)的分泌,可在体外定量测定病人PBMC中抗原特异性T细胞反应(T细胞受抗原刺激产生并释放IFN-γ)。本法在肽特异性分泌IFN-γ的T细胞数量与细胞毒活性之间,与标准的51Cr释放法相关良好,是一种在临床试验中监测病人对肿瘤抗原的CTL或Th-细胞反应的灵敏、准确、价廉、的方法,可对肿瘤病人的抗肿瘤疫苗疗法的优化提供必要的信息。
    以上几种CTL测定方法各有特点,其中随着荧光测定仪器的普及和新的荧光标记物的发现,荧光测定法将有可能取代传统的51Cr释放法,而微量和直接测定体内CTL活性的方法将为细胞免疫研究开辟新路。