实验6 NK细胞活性测定
(Determination of NK cell activity)
【目的】
了解NK细胞活性测定的常用方法及其实际意义。
目前国内外多采用检测NK细胞活性来研究不同疾病状态下NK细胞的杀伤功能。体外NK细胞活性测定的方法较多,常用的有形态学方法、同位素释放法、酶释放法、特异性荧光染料释放法、MTT比色法以及流式细胞术等。在此介绍几种常用的方法。
一、同位素释放法——51Cr释放试验
【原理】
能进入到增殖的细胞内,与细胞浆蛋白质牢固地结合。当标记的51Cr细胞受到损伤或死亡之后,即可释放出51Cr。51Cr辐射γ射线,通过测定受损伤或死亡靶细胞释放到上清液中的51Cr,即可计算出NK细胞活性。
【材料】
1.铬酸钠():51Cr的物理半衰期为27.72d。
2.十二烷基硫酸钠(SDS):用无菌生理盐水配制成2%浓度。
3.靶细胞:检测人的NK细胞活性常用的靶细胞为体外传代白血病细胞株K562。检测小鼠NK细胞活性常用的靶细胞是YAC-1细胞株。实验时一般采用24~48h培养的靶细胞。
4.效应细胞:从人外周血(肝素抗凝)分离的单核细胞或小鼠脾细胞。
5.含15%NCS的RPMI1640营养液及淋巴细胞分层液等。
【方法】
1.靶细胞的制备:取培养24~48h的靶细胞2×106/5ml,加入100~200μci51Cr,置37℃水浴90min,每间隔15min振摇一次。然后用含5%NCS的RPMI1640培养液洗涤3次,除去游离的51Cr。计数活细胞,用完全RPMI1640培养液调整细胞浓度至1×105/ml,如暂时不用,可放置4℃冰箱内保存。同时应检测细胞的51Cr标记率,一般要求标记率>0.1cpm/细胞。
2.效应细胞的制备:常规方法分离PBMC或小鼠脾细胞,用完全RPMI1640培养液配制成1×107/ml的细胞悬液备用。
3.效-靶细胞作用:在无菌操作条件下,取效应细胞和靶细胞各0.1ml(E/T=100∶1),加入96孔培养板内,每份标本做3个复孔。同时设自然释放对照孔(0.1ml靶细胞+ 0.1ml完全RPMI1640培养液)和最大释放孔(0.1ml靶细胞+0.1ml2%SDS),放置37℃、5%CO2温箱内孵育4h,取出后用微量移液器吸出各孔上清液0.1ml,加于小塑料试管内(勿将细胞吸出),用γ-计数仪测量cpm值。
【结果】
根据下式计算51Cr自然释放率和NK细胞活性:
注:一般要求51Cr自然释放率<10%。
二、乳酸脱氢酶释放试验
【原理】
乳酸脱氢酶(LDH)是活细胞胞浆内含酶之一,在正常情况下,不能透过细胞膜。当靶细胞受到效应细胞的攻击而损伤时,细胞膜通透性改变,LDH可释放至介质中。释放出来的LDH在催化乳酸生成丙酮酸的过程中,使氧化型辅酶I(NAD+)变成还原型辅酶I(NADH2),后者再通过递氢体-吩嗪二甲酯硫酸盐(PMS)还原碘硝基氯化氮唑蓝(INT)或硝基氯化四氮唑蓝(NBT)形成有色的甲基类化合物,在490nm或570nm波长处有一高吸收峰,利用读取的OD值,经过计算即可得知NK细胞活性。
【材料】
1. LDH底物溶液(临用前配制):硝基氯化四氮唑蓝(NBT) 4mg、氧化型辅酶I 10mg、吩嗪二甲酯硫酸盐(PMS) 1mg,加蒸馏水2ml溶解,混匀后取上液1.6ml加1mol/L乳酸钠0.4ml,然后加入0.1mol/L pH7.4PB至10ml。
2. 1%NP-40:用RPM I 1640培养液配制。3. 1mol/L柠檬酸终止液。
【方法】
1.靶细胞制备:取培养24~48h的靶细胞,洗涤3次,最后用完全RPM I 1640培养液调整细胞浓度至1×105/ml,备用。
2.效应细胞的制备:常规方法分离PBMC或小鼠脾细胞,洗涤3次,最后用RPM I 1640培养液调整细胞浓度至1×107/ml。
3.效-靶细胞作用:将效应细胞和靶细胞各0.1ml(E/T= 100∶1)加入40孔细胞培养板的孔,每份标本设3个复孔,同时设靶细胞自然释放对照组和最大释放对照组(0.1ml靶细胞+ 0.1ml1%NP-40液),低速离心1000r/min,2min后,置37℃、5%CO2温箱中孵育2h。
4.酶促反应:取出培养物,吸取各孔上清液0.1ml于另一培养板孔中,置37℃预温10min,每孔加入新鲜配制的底物溶液0.1ml,室温避光反应10~15min。每孔加入1mol/L柠檬酸终止液30μl,以终止酶促反应。
【结果】
用酶联检测仪在570nm波长下读取各孔OD值,并计算NK细胞活性。
【注意事项】
1.无论采用何种试验方法,靶细胞的质量是影响细胞标记率、自然释放率及实验稳定性的重要因素。一般要求靶细胞的自然释放率<10%。
2.吸取细胞培养上清液时,应尽可能不吸动沉淀的细胞。
3.进行同位素释放试验时,各管(孔)加入的靶细胞不能太少,且靶细胞的同位素标记率也不能太低,否则会增加实验误差。
4.用同位素标记靶细胞时,每次实验应根据51Cr或125I-UdR的半衰期适当调整需要的同位素用量。此外,应用同位素释放法时,应注意实验防护和环境污染等问题。
【讨论题】
NK细胞为什么能够杀伤病毒感染的细胞和某些肿瘤细胞,而不能杀伤正常组织细胞?
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