造血サイトカインによる腫瘍ワクチン接種を用いた実験的黒色腫免疫療法モデル
Summary
このプロトコルは、Flt3L発現B16-F10黒色腫を伴う細胞ベースの腫瘍ワクチン接種を使用した癌免疫療法モデルを提示します。このプロトコルは、培養腫瘍細胞の調製、腫瘍移植、細胞照射、腫瘍増殖の測定、腫瘍内免疫細胞の分離、フローサイトメトリー分析などの手順を示しています。
Abstract
Fms様チロシンキナーゼ3リガンド(Flt3L)は、樹状細胞(DC)の生存および分化を促進する造血サイトカインである。自然免疫を活性化し、抗腫瘍反応を高めるために腫瘍ワクチンに使用されています。このプロトコルは、Flt3L発現B16-F10メラノーマ細胞からなる細胞ベースの腫瘍ワクチンを使用した治療モデルと、腫瘍微小環境(TME)における免疫細胞の表現型および機能分析を示しています。培養腫瘍細胞の調製、腫瘍移植、細胞照射、腫瘍サイズ測定、腫瘍内免疫細胞単離、およびフローサイトメトリー分析の手順について説明します。このプロトコルの全体的な目標は、前臨床固形腫瘍免疫療法モデルと、腫瘍細胞と浸潤免疫細胞との関係を研究するための研究プラットフォームを提供することです。ここで説明する免疫療法プロトコルは、黒色腫の癌治療効果を改善するために、免疫チェックポイント遮断(抗CTLA-4、抗PD-1、抗PD-L1抗体)または化学療法などの他の治療法と組み合わせることができます。
Introduction
がん免疫療法は、毒性の低い副作用とより耐久性のある反応に基づいて、有望な治療戦略として認識されています。腫瘍溶解性ウイルス療法、癌ワクチン、サイトカイン療法、モノクローナル抗体、養子細胞移植(CAR-T細胞またはCAR-NK)、免疫チェックポイント遮断など、いくつかのタイプの免疫療法が開発されています1。
がんワクチンの場合、全細胞ベースのワクチン、タンパク質またはペプチドワクチン、RNAまたはDNAワクチンなど、さまざまな形態の治療用ワクチンがあります。ワクチン接種は、抗原提示細胞(APC)が腫瘍特異的抗原を含む腫瘍抗原を処理し、それらを免疫原性の形でT細胞に提示する能力に依存しています。樹状細胞(DC)は最も強力なAPCであることが知られており、抗腫瘍免疫に重要な役割を果たすと考えられています2,3。これらの細胞は腫瘍抗原を取り込んで処理した後、ドレナージュリンパ節(dLN)に移動して、T細胞受容体(TCR)と共刺激分子の関与を介して腫瘍特異的Tエフェクター(Teff)細胞をプライミングおよび活性化します。これにより、腫瘍特異的な細胞傷害性T細胞(CTL)が分化および増殖し、腫瘍に浸潤して腫瘍細胞を死滅させます4。したがって、DCの活性化と成熟は、腫瘍抗原に対する免疫を刺激するための魅力的な戦略を表しています。
Flt3Lは、MHCクラスII、CD11c、DEC205、およびCD86タンパク質を発現する機能的に成熟したDCの成熟と拡大を促進することが知られています5。静脈内ではなく腫瘍内、 Flt3L 遺伝子を組み込んだアデノウイルスベクター(Adv-Flt3L)の投与は、オルトピー腫瘍に対する免疫治療活性を促進することが示されている6。Flt3Lは、DCによる腫瘍抗原のクロスプレゼンテーションを増強し、抗腫瘍応答を増加させる方法として、レトロウイルス形質導入Flt3Lを安定的に発現する照射B16-F10細胞からなる腫瘍細胞ベースのワクチンにも使用されています。ここで説明するB16-Flt3L腫瘍ワクチン接種のプロトコルは、ジェームズ・アリソン博士のグループ7によって発表された研究に基づいています。この論文では、CTLA-4遮断と組み合わせたB16-Flt3Lワクチンが相乗的に確立された黒色腫の拒絶反応を誘発し、生存期間が延びることを報告しました。
このプロトコルの目標は、黒色腫の前臨床免疫療法モデルを提供することです。ここでは、腫瘍ワクチンの調製方法や移植方法、固形腫瘍由来の腫瘍内免疫細胞の組成や機能を解析する方法の詳細な手順について説明する。
Protocol
Representative Results
Discussion
ここで説明するプロトコルは、アリソンのグループによる研究に基づいています。その結果、B16-Flt3LワクチンとCTLA-4遮断の組み合わせは生存率と腫瘍増殖に相乗効果を示したが、B16-Flt3Lワクチンまたは抗CTLA-4抗体治療のみを受けたマウスでは腫瘍増殖の減少は見られなかったことが示された7。最近の研究では、Treg11の接触依存的な抑制活性の調節に重要な…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
B16-Flt3L細胞を提供してくださったStephen Schoenberger博士と、LJI動物およびフローサイトメトリー施設のスタッフに素晴らしいサポートを提供してくださったことに感謝します。
Materials
| 0.25% trypsin-EDTA | Gibco | 25200-056 | |
| 10% heat-inactivated FBS | Omega Scientific | FB-02 | Lot# 209018 |
| 30G needle | BD Biosciences | 305106 | |
| 96 well V-shape-bottom plate | SARSTEDT | 83.3926.500 | |
| B16 cell line expressing Fms-like tyrosine kinase 3 ligand (B16-Flt3L) | Gift of Dr. Stephen Schoenberger, LJI | Flt3L cDNAs were cloned into the pMG-Lyt2 retroviral vector, as in refernce 5, Supplemental Figure 1 | |
| B16-F10 cell lines | ATCC | CRL-6475 | |
| Centrifuge 5810R | Eppendorf | ||
| Cytofix fixation buffer | BD Biosciences | BDB554655 | Cell fixation buffer (4.2% PFA) |
| Cytofix/Cytoperm kit | BD Biosciences | 554714 | Fixation/Permeabilization Solution Kit |
| DNase I | Sigma | 11284932001 | |
| Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) | Corning | 10013CV | |
| Electronic digital caliper | Fisherbrand | 14-648-17 | |
| FlowJo software | Tree Star | Flow cytometer data analysis | |
| GolgiStop (protein transport inhibitor) | BD Biosciences | 554724 | 1:1500 dilution |
| HEPES (1M) | Gibco | 15630-080 | |
| Ionomycin | Sigma | I0634 | |
| Iscove’s modified Dulbecco’s medium (IMDM) | Thermo Fisher | 12440053 | |
| LSR-II cytometers | BD Biosciences | Flow cytometer | |
| MEM nonessential amino acids | Gibco | 11140-050 | |
| penicillin and streptomycin | Gibco | 15140-122 | |
| Percoll | GE Healthcare Life Sciences | GE17-0891-02 | density gradient specific medium |
| PMA | Sigma | P1585 | |
| Red Blood Cell Lysing Buffer Hybri-Max liquid | Sigma | R7757-100ML | |
| RPMI 1640 medium | Corning | 10-040-CV | |
| RS2000 X-ray Irradiator | Rad Source Technologies | ||
| sodium pyruvate | Gibco | 11360-070 | |
| Sterile cell strainer 40 μm | Fisherbrand | 22-363-547 | |
| Sterile cell strainer 70 μm | Fisherbrand | 22-363-548 | |
| TL Liberase | Roche | 477530 | |
| Zombie Aqua fixable viability kit | BioLegend | 423101 | |
| Antibodies | |||
| Anti-mCD45 | BioLegend | 103135 | Clone: 30-F11 Fluorophore: BV570 Dilution: 1:200 |
| Anti-mCD3ε | BioLegend | 100327 | Clone: 145-2C11 Fluorophore: PerCP-Cy5.5 Dilution: 1:200 |
| Anti-mCD8 | BioLegend | 100730 100724 |
Clone: 53-6.7 Fluorophore: Alexa Fluor 700, Alexa Fluor 647 Dilution: 1:200 |
| Anti-mCD4 | BioLegend | 100414 | Clone: GK1.5 Fluorophore: APC-Cy7 Dilution: 1:200 |
| Anti-mFoxp3 | Thermo Fisher Scientific | 11577382 | Clone: FJK-16s Fluorophore: FITC Dilution: 1:100 |
| Anti-m/hGzmB | BioLegend | 372208 | Clone: QA16A02 Fluorophore: PE Dilution: 1:100 |
| Anti-mIFNg | BioLegend | 505826 | Clone: XMG1.2 Fluorophore: PE-Cy7 Dilution: 1:100 |
| Anti-mCD19 | BioLegend | 115543 | Clone: 6D5 Fluorophore: BV785 Dilution: 1:100 |
| Anti-mGr1 | BioLegend | 108423 | Clone: RB6-8C5 Fluorophore: APC/Cy7 Dilution: 1:200 |
| Anti-mCD11b | BioLegend | 101223 | Clone: M1/70 Fluorophore: Pacific blue Dilution: 1:100 |
| Anti-mF4/80 | BioLegend | 123114 | Clone: BM8 Fluorophore: PECy7 Dilution: 1:100 |
| Anti-mCD11c | BioLegend | 117328 | Clone: N418 Fluorophore: PerCP Cy5.5 Dilution: 1:100 |
| Anti-mMHCII | BioLegend | 107622 | Clone: M5/114.15.2 Fluorophore: AF700 Dilution: 1:400 |
| Anti-mCD103 | BioLegend | 121410 | Clone: 2E7 Fluorophore: Alexa Fluor 647 Dilution: 1:200 |
| Anti-mCD86 | BioLegend | 105007 | Clone: GL-1 Fluorophore: PE Dilution: 1:200 |
| FC-blocker (Rat anti-mouse CD16/CD32) | BD Biosciences | 553141 | Clone: 2.4G2 Dilution: 1:200 |
References
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- Kong, K. F., et al. Protein kinase C-eta controls CTLA-4-mediated regulatory T cell function. Nature Immunology. 15 (5), 465-472 (2014).
