本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中艾滋病生物細(xì)胞免疫治療儀的制備及應(yīng)用,主要用于艾滋病患者血細(xì)胞內(nèi)、外艾滋病毒的清除,從而達(dá)到治療艾滋病的目的。
背景技術(shù):
艾滋病是由人類免疫缺陷病毒(Human Immunodeficiency Virus,HIV)引起的傳染病,在全球廣泛流行,根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)和聯(lián)合國(guó)艾滋病規(guī)劃署的有關(guān)報(bào)告,自1981年美國(guó)發(fā)現(xiàn)首例艾滋病病例以來(lái),至今全球有208個(gè)國(guó)家和地區(qū)受到了艾滋病的嚴(yán)重威脅,約有4000萬(wàn)人感染了艾滋病,死亡人數(shù)已超過(guò)2000萬(wàn),每天約有6000人成為艾滋病感染者,同時(shí)每天約有300多人死于艾滋病。在中國(guó)HIV感染者正處于高速增長(zhǎng)期,目前已遠(yuǎn)超過(guò)100萬(wàn)。艾滋病已經(jīng)成為繼腫瘤、心腦血管疾病、結(jié)核病、糖尿病后又一個(gè)人類面臨的重大感染性疾病,已成為全球關(guān)注的嚴(yán)重的公共衛(wèi)生和社會(huì)問(wèn)題。
人類免疫缺陷病毒是一種感染人類免疫細(xì)胞的慢病毒(Lentivirus),屬反轉(zhuǎn)錄病毒的一種,直徑約120納米,大致呈球形。病毒外膜是類脂包膜(來(lái)自宿主細(xì)胞),并嵌有病毒的蛋白gp120與gp41。gp41是跨膜蛋白,gp120位于表面,并與gp41通過(guò)非共價(jià)作用結(jié)合。向內(nèi)是由蛋白p17形成的球形基質(zhì)(Matrix),以及蛋白p24形成的半錐形衣殼(Capsid),衣殼在電鏡下呈高電子密度,內(nèi)含有病毒的RNA基因組、酶(逆轉(zhuǎn)錄酶、整合酶、蛋白酶)以及其他來(lái)自宿主細(xì)胞的成分。
HIV進(jìn)入人體后,首先被巨噬細(xì)胞吞噬,但HIV很快改變了巨噬細(xì)胞內(nèi)某些部位的酸性環(huán)境,創(chuàng)造了適合其生存的條件,不但不被殺滅反而在其內(nèi)繁殖。因?yàn)镃D4是HIV的受體,所以經(jīng)巨噬細(xì)胞內(nèi)繁殖的HIV通過(guò)其囊膜蛋白gp120并在gp41的輔助下(gp41起著橋的作用,利用自身的疏水作用介導(dǎo)病毒囊膜與細(xì)胞膜融合)進(jìn)入CD4+細(xì)胞(細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞等),在細(xì)胞內(nèi)迅速增殖,每天產(chǎn)生109~1010病毒顆粒,并不斷進(jìn)入其他正常的和再生的CD4+細(xì)胞內(nèi)復(fù)制,制造更多的病毒感染細(xì)胞,使外周血CD4+T細(xì)胞持續(xù)破壞、減少。HIV的gp120與CD4受體結(jié)合可直接激活受感染的細(xì)胞凋亡,甚至感染HIV的T細(xì)胞表達(dá)的囊膜抗原也可啟動(dòng)正常T細(xì)胞,通過(guò)細(xì)胞表面CD4分子交聯(lián)間接地引起CD4+細(xì)胞的大量破壞,結(jié)果造成以CD4+T細(xì)胞缺損為中心的嚴(yán)重免疫缺陷,患者主要表現(xiàn):外周淋巴細(xì)胞減少,T4/T8比例配置,對(duì)植物血凝素和某些抗原的反應(yīng)消失,遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)下降,NK細(xì)胞、巨噬細(xì)胞活性減弱,IL2、γ干擾素等細(xì)胞因子合成減少。CD4+T細(xì)胞是最重要的免疫細(xì)胞,感染者一旦失去了大量CD4+T細(xì)胞,整個(gè)免疫系統(tǒng)就會(huì)遭到致命的打擊,對(duì)各種疾病的感染都失去抵抗力。HIV進(jìn)入宿主CD4+細(xì)胞后也可以表現(xiàn)為長(zhǎng)期潛伏而不表現(xiàn)出臨床癥狀,其基因組RNA反轉(zhuǎn)錄成雙鏈DNA,與病毒整合酶進(jìn)入宿主細(xì)胞核內(nèi),在整合酶的作用下,雙鏈DNA整合到宿主細(xì)胞基因組內(nèi),被整合的病毒DNA稱為前病毒,可潛伏數(shù)月甚至多年不復(fù)制,造成AIDS數(shù)月至多年的潛伏期。在AIDS的潛伏期,HIV主要在淋巴結(jié)的巨噬細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞內(nèi)繁殖,這些細(xì)胞是體內(nèi)的HIV貯存庫(kù),可釋放至外周血或轉(zhuǎn)染外周血中的CD4+T細(xì)胞,有絲分裂原、抗原、TNF、IL-2和淋巴素(LT)都能激發(fā)HIV前病毒基因在感染的CD4+T細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄復(fù)制。經(jīng)大量增殖后,HIV病毒顆粒不斷從被破壞的感染細(xì)胞釋放并游離于血液,然后再進(jìn)入其他細(xì)胞繼續(xù)感染過(guò)程。
HIV感染后可刺激機(jī)體生產(chǎn)囊膜蛋白(Gp120,Gp41)抗體和核心蛋白(P24)抗體。在HIV攜帶者、艾滋病病人血清中測(cè)出低水平的抗病毒中和抗體,其中艾滋病病人水平最低,HIV攜帶者最高,說(shuō)明該抗體在體內(nèi)有保護(hù)作用。但抗體不能與單核巨噬細(xì)胞內(nèi)存留的病毒接觸,且HIV囊膜蛋白易發(fā)生抗原性變異,原有抗體失去作用,使中和抗體不能發(fā)揮應(yīng)有的作用。在潛伏感染階段,HIV前病毒整合入宿主細(xì)胞基因組中,因此HIV不會(huì)被免疫系統(tǒng)所識(shí)別,所以僅依靠自身免疫功能無(wú)法將其清除。另外一個(gè)很重要的原因應(yīng)該是,根據(jù)抗體殺滅、清除抗原的機(jī)理推測(cè),免疫性抗體與抗原結(jié)合后,如果要產(chǎn)生免疫效應(yīng),要么通過(guò)激活補(bǔ)體,介導(dǎo)ADCC效應(yīng)溶解細(xì)胞性抗原,但HIV不是細(xì)胞性抗原;要么通過(guò)趨化作用吸引吞噬細(xì)胞吞噬清除抗原,但HIV反而在吞噬細(xì)胞內(nèi)被保護(hù)、增殖;要么抗體與抗原結(jié)合起中和作用,使之失去感染力,但HIV抗原結(jié)構(gòu)多變,往往使抗體難以識(shí)別。
從目前已用于臨床的艾滋病治療方法看,效果不那么理想:(1)HIV逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑:僅能防止尚未感染HIV的易感細(xì)胞感染,對(duì)已感染的細(xì)胞沒(méi)有治療作用,且毒副作用較多,包括腺粒體毒性、骨髓抑制、紅細(xì)胞性貧血、粒細(xì)胞和血小板減少、胰腺炎,加之交叉耐藥性的產(chǎn)生,這類藥已不單獨(dú)使用,主要做聯(lián)合用藥,且易產(chǎn)生耐藥變株,導(dǎo)致臨床療效下降或失效。(2)HIV蛋白酶抑制劑:易產(chǎn)生藥物性肝損傷、脂質(zhì)代謝紊亂等毒副作用及耐藥性。(3)HIV整合酶抑制劑:通過(guò)抑制HIV病毒DNA與宿主細(xì)胞DNA整合而發(fā)揮作用,與HIV逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑和蛋白酶抑制劑聯(lián)合同時(shí)使用對(duì)抗病毒有協(xié)同作用。(4)抑制HIV病毒進(jìn)入抑制劑:包括阻斷gp120與CD4結(jié)合、阻斷HIV與輔助受體結(jié)合、作用于gp41膜亞單位及作用于T淋巴細(xì)胞表面CC趨化因子受體5(CCR5)來(lái)阻斷HIV進(jìn)入宿主細(xì)胞,但對(duì)肝和心臟有副作用。(5)細(xì)胞因子治療:主要用于調(diào)節(jié)T細(xì)胞動(dòng)態(tài)平衡。(6)HIV疫苗治療:由于HIV的特殊性,如固有免疫不足以抵御HIV及其靶向破壞免疫系統(tǒng),病毒突變迅速,導(dǎo)致至今尚未開(kāi)發(fā)出真正安全有效的疫苗。(7)基因治療:HIV基因治療的研究從未間斷,包括反義技術(shù)、RNA誘餌、RNA干擾、細(xì)胞內(nèi)抗體、顯性陰性突變體、自殺基因等,但進(jìn)入II期臨床試驗(yàn)階段的基因療法幾乎沒(méi)有。(8)單克隆抗體被動(dòng)免疫療法:通過(guò)下調(diào)CD4+T細(xì)胞表面CCR5來(lái)降低HIV的易感性、延緩艾滋病的進(jìn)展和減少HIV的擴(kuò)散,中和單克隆抗體2G12、2F5和4E10應(yīng)用于HIV感染者具有良好的耐受性和安全性,能延緩但不能阻止病毒的反彈(9)過(guò)繼性免疫細(xì)胞治療:體外大量培養(yǎng)HIV自體的CD4+T細(xì)胞時(shí)會(huì)導(dǎo)致病毒大量擴(kuò)增,增加病毒感染的CD4+T細(xì)胞數(shù)量,而回輸CD4+T細(xì)胞可能會(huì)增加體內(nèi)病毒復(fù)制的場(chǎng)所,導(dǎo)致病毒載量反彈,總體上看,過(guò)繼性免疫細(xì)胞治療無(wú)明顯的毒副作用,也未取得滿意的治療效果。
人類的吞噬細(xì)胞有大、小兩種,小吞噬細(xì)胞是外周血中的中性粒細(xì)胞,大吞噬細(xì)胞是血中的單核細(xì)胞和多種器官、組織中的巨噬細(xì)胞,兩者構(gòu)成單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)。單核細(xì)胞由骨髓中的單核細(xì)胞前體發(fā)育分化而成,約占血液中白細(xì)胞總數(shù)的3%-8%,其體積較淋巴細(xì)胞略大,單核細(xì)胞在血液中僅停留12-24小時(shí),然后進(jìn)入結(jié)締組織或器官,發(fā)育成熟為巨噬細(xì)胞,巨噬細(xì)胞是單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)中高度分化、成熟的細(xì)胞類型,具有較強(qiáng)的吞噬功能,游走巨噬細(xì)胞大于單核細(xì)胞數(shù)倍,壽命較長(zhǎng),可在組織中存活幾個(gè)月,定居的巨噬細(xì)胞有不同的名稱,在肝中為枯否細(xì)胞、在腦中為小膠質(zhì)細(xì)胞、在骨中為破骨細(xì)胞等,其表達(dá)Fc受體、C3b受體和CDl4,在固有免疫中發(fā)揮防御功能,也是參與適應(yīng)性免疫的專職抗原提呈細(xì)胞。巨噬細(xì)胞表達(dá)的CD4分子,是艾滋病毒(HIV)的受體,HIV進(jìn)入人體后,首先遭到巨噬細(xì)胞的吞噬,但HIV很快改變了巨噬細(xì)胞內(nèi)某些部位的酸性環(huán)境,創(chuàng)造了適合其生存的條件,不但不被殺滅反而在其內(nèi)大量繁殖聚集,轉(zhuǎn)而將HIV傳遞給CD4+T細(xì)胞。
有文獻(xiàn)報(bào)道,猴腎病毒40(SV40)可以使某些人類細(xì)胞發(fā)生永生化。Poulin DL、Kung AL和Sullivan CS等研究表明,SV40LT抗原基因的導(dǎo)入能加快轉(zhuǎn)化細(xì)胞的生長(zhǎng)速率,永生化細(xì)胞在體外多次傳代后,仍具有相對(duì)穩(wěn)定的增殖特性和功能狀態(tài),同時(shí)也能保留其原始細(xì)胞的許多分化表型,可以用于人類和動(dòng)物某些種類的細(xì)胞模型的建立。也有文獻(xiàn)報(bào)道,導(dǎo)入外源性hTERT可以使細(xì)胞保持正常表型及分化特征,近年來(lái)已利用hTERT成功建立了某些細(xì)胞的永生化細(xì)胞系,基本保持染色體穩(wěn)定、分化正常、接觸抑制、無(wú)致瘤性等相對(duì)“正?!钡纳L(zhǎng)特征,在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,日本學(xué)者Kamata、Fujita和Fujii轉(zhuǎn)染hTERT建立了永生化人牙齦成纖維細(xì)胞、牙周細(xì)胞、牙髓細(xì)胞系和牙囊細(xì)胞系,細(xì)胞群體倍增數(shù)達(dá)150次以上,細(xì)胞均表現(xiàn)原有的生物學(xué)特性,誘導(dǎo)培養(yǎng)后都可以表達(dá)來(lái)源細(xì)胞的相關(guān)蛋白,Kitagawa等轉(zhuǎn)染hTERT建立了人成牙骨質(zhì)細(xì)胞系,細(xì)胞倍增達(dá)200次以上,細(xì)胞分化標(biāo)志物如堿性磷酸酶、I型膠原等表達(dá)穩(wěn)定。近來(lái)的研究證明,猴腎病毒40(SV40)可以使某些人類細(xì)胞發(fā)生永生化,可使細(xì)胞渡過(guò)M1期后繼續(xù)存活、傳代培養(yǎng)20-30代,然后細(xì)胞又會(huì)進(jìn)入危機(jī)期(M2期),細(xì)胞死亡率增加并伴染色體異常,分裂的細(xì)胞逐漸減少,絕大多數(shù)細(xì)胞發(fā)生死亡,而hTERT可以維持細(xì)胞染色體端粒的穩(wěn)定,從而使細(xì)胞渡過(guò)危機(jī)期(M2期),可繼續(xù)存活、傳代達(dá)100-300代以上,所以用SV40和hTERT同時(shí)轉(zhuǎn)染人離體組織細(xì)胞建立永生化細(xì)胞系,SV40可以使細(xì)胞渡過(guò)M1期,hTERT可以使細(xì)胞渡過(guò)M2期,比單獨(dú)使用其中之一建立的細(xì)胞系更穩(wěn)定、壽命更長(zhǎng)。
但未見(jiàn)基于SV40LT和/或hTERT基因構(gòu)建巨噬細(xì)胞系進(jìn)而大量擴(kuò)增以用于艾滋病治療的報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決久攻不克的艾滋病治療領(lǐng)域的世界性難題,本發(fā)明人提出了本發(fā)明。
本發(fā)明的目的是要提供艾滋病生物細(xì)胞免疫治療儀;另一目的是要提供艾滋病生物細(xì)胞免疫治療儀的制備及應(yīng)用方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:制備能濾除多細(xì)胞結(jié)合而成的含有HIV的大體積細(xì)胞的血液分離器及能分離單個(gè)血細(xì)胞和血漿的血漿分離器,制備以T4 DNA連接經(jīng)BamHI酶切質(zhì)粒SV40LTag DNA和載體pcDNA3.1(-)DNA的產(chǎn)物而構(gòu)建的SV40LTag-pcDNA3.1(-)重組子以及以Ligation Mix連接經(jīng)EcoR I和Xho I雙酶切質(zhì)粒pCIneo-hTERT和載體pLXSNneo的產(chǎn)物而構(gòu)建的pLXSNneo-hTERT重組子,進(jìn)而以脂質(zhì)體聯(lián)合轉(zhuǎn)染巨噬細(xì)胞致其永生化,經(jīng)擴(kuò)增后配制于細(xì)胞凍存液,使細(xì)胞濃度達(dá)80%,然后灌注高生物相容性材料制成的能防止細(xì)胞及其碎片濾出并能為巨噬細(xì)胞吞噬HIV提供場(chǎng)所的凈化器,其中巨噬細(xì)胞株被固定在凈化器中起吞噬HIV之用,所制凈化器進(jìn)而與血液、血漿分離器組合并附加計(jì)算機(jī)調(diào)控程序而制備艾滋病生物細(xì)胞免疫治療儀,體外循環(huán)中的血液被治療儀中的血液分離器濾除大體積的多核巨細(xì)胞、被血漿分離器分成血漿和單個(gè)血細(xì)胞,血漿經(jīng)凈化器清除HIV后與單個(gè)血細(xì)胞匯合后回輸。
本發(fā)明由血液分離器、血漿分離器和凈化器構(gòu)成,其中血液分離器的孔徑為150~250μm、50~150μm、15~40μm、8~15μm、5~8μm、3~5μm、1~2μm,能濾除血液中HIV感染細(xì)胞形成的多核巨細(xì)胞或多細(xì)胞聚合體,血漿分離器能分離中等體積的單個(gè)血細(xì)胞和血漿,血漿凈化器中的凈化劑為巨噬細(xì)胞株,配制于細(xì)胞凍存液后便于長(zhǎng)期低溫保存?zhèn)溆?,因巨噬?xì)胞表達(dá)的CD4分子是艾滋病毒的受體,具有天然吞噬HIV的特性,本發(fā)明模擬巨噬細(xì)胞在體內(nèi)非特異性吞噬的模式,當(dāng)含有HIV的血漿流經(jīng)凈化器時(shí),HIV與巨噬細(xì)胞發(fā)生接觸而被吞噬,隨之被阻留于凈化器內(nèi),所以在艾滋病血漿凈化治療的體外循環(huán)中,含有大量HIV的大體積細(xì)胞首先被血液分離器濾除,而血漿中游離的HIV被凈化器清除,凈化后的血漿與中等體積的單個(gè)血細(xì)胞匯合后回輸,從而清除結(jié)合在細(xì)胞表面和/或細(xì)胞內(nèi)的HIV以及游離于血漿的HIV。本發(fā)明以體外濾除HIV的方法替代長(zhǎng)期以來(lái)無(wú)法有效殺滅HIV的常規(guī)體內(nèi)抗逆轉(zhuǎn)錄藥物治療方法。
具體實(shí)施方式
圖1是根據(jù)本發(fā)明提出的艾滋病生物細(xì)胞免疫治療儀的應(yīng)用示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明提出的血液分離器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明提出的血漿分離器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明提出的凈化器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1中,動(dòng)脈血路管(1)的一端與動(dòng)脈血管相連通,另一端經(jīng)肝素和血液泵(2)與含有廢液出口(5)的血液分離器(3)相連,血液分離器(3)經(jīng)血液出口(4)、血液泵(6)、循環(huán)管路(7)與血漿分離器(8)相連,血漿分離器(8)的血漿出口經(jīng)血漿泵(9)和血路管(10)與兩個(gè)并聯(lián)的凈化器(11)和凈化器(12)相連,兩個(gè)凈化器的出口管路(13)與血漿分離器(8)的血細(xì)胞出口管路(14)匯合后經(jīng)靜脈管路(15)匯流體循環(huán)。
圖2表示圖1中的血液分離器(3)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。圖2中,分離器(1)的內(nèi)腔(2)的管壁上有很多微孔(3),多核巨細(xì)胞(4)不能濾過(guò)微孔(3)而被阻留在內(nèi)腔(2),從而可被清除,能通過(guò)微孔(3)的中、小體積的單個(gè)血細(xì)胞(5)進(jìn)入外腔(6),然后經(jīng)出口(7)流出,進(jìn)而經(jīng)圖1所示的血漿分離器(8)分離出血細(xì)胞和血漿。
圖3表示圖1中的血漿分離器(8)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。圖3中,1是血漿分離器,2是血漿分離器內(nèi)腔,3是血漿分離器內(nèi)腔管壁上的微孔,4是不能通過(guò)微孔(3)的單個(gè)血細(xì)胞,5是能通過(guò)微孔(3)的血漿化學(xué)成份,6是血漿分離器外腔,7是血漿流出口,8是具有可開(kāi)關(guān)閥門的血細(xì)胞出口。
圖4中,1為凈化器,2為凈化器中的巨噬細(xì)胞株;3為與血漿一起進(jìn)入凈化器的HIV,4為HIV被凈化器中的吞噬細(xì)胞吞噬后不再下移的吞噬體,5為巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的巨噬細(xì)胞因子。
下面結(jié)合圖1、圖2、圖3和圖4,對(duì)本發(fā)明提出的艾滋病生物細(xì)胞免疫治療儀的實(shí)施方案作詳細(xì)的描述。
一、構(gòu)建巨噬細(xì)胞株
(一)分選巨噬細(xì)胞
1、采集原代細(xì)胞
(1)采集單個(gè)核血液細(xì)胞:指以密度梯度離心法從血液中分離的淋巴細(xì)胞和單核巨噬細(xì)胞。具體方法是:購(gòu)買血液中心的濃縮白細(xì)胞或?yàn)榭蒲卸4娴哪殠а?,?mL標(biāo)本,PBS液將血液稀釋2~3倍,充分混勻后將6mL抗凝血用滴管沿管壁緩慢疊加于已加入4mL淋巴細(xì)胞分離液的10mL離心管中水平離心機(jī)中水平離心(400r/min,20℃)35min;離心后管內(nèi)分為3層,上層為血漿和PBS液,下層主要為紅細(xì)胞和粒細(xì)胞,中層為淋巴細(xì)胞分離液,在上、中層界面處有一以單個(gè)核細(xì)胞為主的白色云霧層狹窄帶為PBMC,用毛細(xì)吸管插到云霧層,吸取PBMC置入另一50mL離心管中,加入5倍以上體積PBS離心(300r/min,20℃)10min,棄上清50mLPBS重懸細(xì)胞,離心(350r/min,20℃)15min,棄上清,加入Buffer(PBS+0.5%新生牛血清+2mmol/LEDTA,pH7.2)2mL重懸細(xì)胞,取15uL細(xì)胞懸液加入血球計(jì)數(shù)板上顯微鏡下計(jì)數(shù)4個(gè)大方格內(nèi)的細(xì)胞(PBMC)總數(shù)。(2)采集單個(gè)核組織細(xì)胞:由浙江大學(xué)組織工程研究平臺(tái)提供。實(shí)質(zhì)上屬于來(lái)自脾臟的巨噬細(xì)胞,其制備方法是:①脾臟組織的獲取和轉(zhuǎn)運(yùn):在論理委員會(huì)批準(zhǔn)和患者知情同意下,取手術(shù)切除的脾臟標(biāo)本組織,立即剪碎成體積約1mm3的小組織塊,移入裝有預(yù)冷4℃的無(wú)菌密封瓶?jī)?nèi),迅速轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞培養(yǎng)室。②脾臟組織細(xì)胞混懸液的制備:將脾臟組織塊移至無(wú)菌操作臺(tái),PBS洗滌3次,RPMI-1640洗滌2次,以清除組織內(nèi)的血液并保證組織的無(wú)菌。機(jī)械研磨脾臟組織,這時(shí)便有大量的組織細(xì)胞懸混于RPMI-1640液中。用200目不銹鋼濾網(wǎng)過(guò)濾懸混有組織細(xì)胞的RPMI-1640液,濾液為脾臟組織細(xì)胞混懸液(主要含紅細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等)。③脾臟組織細(xì)胞混懸液中紅細(xì)胞的裂解:然后用RPMI-1640液洗滌離心(1000r/min,3min),以去除細(xì)胞碎屑,加入Tris-NH4Cl作用5min,裂解紅細(xì)胞,迅速離心(1000r/min,3min),去除上清液內(nèi)的裂解紅細(xì)胞碎片,PBS洗滌離心3次,RPMI-1640洗滌離心1次,以清除混懸液中殘存的Tris-NH4Cl,避免其影響細(xì)胞的存活,此時(shí),混懸液中主要含脾臟組織巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞。④脾臟組織巨噬細(xì)胞的貼壁培養(yǎng):將前述混懸液作為培養(yǎng)細(xì)胞原液,臺(tái)盼藍(lán)染色判定活力并計(jì)數(shù),用RPMI-1640液調(diào)整細(xì)胞濃度為(3~5)×106/L,將調(diào)整好濃度的細(xì)胞懸液接種于玻璃培養(yǎng)瓶?jī)?nèi),培養(yǎng)條件為37℃,50mL/LCO2,100%濕度,分別培養(yǎng)2~3h,相差顯微鏡下觀察形態(tài)。貼壁脾臟組織巨噬細(xì)胞的消化:貼壁脾臟組織巨噬細(xì)胞的消化:吸去培養(yǎng)上清液,巨噬細(xì)胞貼壁,PBS反復(fù)吹打、消化,所得細(xì)胞懸液洗滌離心(1000r/min,3min),得到分離純化的巨噬細(xì)胞。此外,還可以取治療或手術(shù)后廢棄的標(biāo)本提取制備,如腹膜腔液、肺泡、肝臟、脾臟、腹膜組織、小腸黏膜等。(3)采集羊水、絨毛細(xì)胞:浙江大學(xué)附屬婦產(chǎn)科醫(yī)院生殖遺傳實(shí)驗(yàn)室備用。在論理委員會(huì)批準(zhǔn)和患者知情同意下,取實(shí)驗(yàn)診斷報(bào)告后的剩余羊水、絨毛細(xì)胞,選擇對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞留用。
2、分選貼壁細(xì)胞(巨噬細(xì)胞初步貼壁分選)
按常規(guī)細(xì)胞培養(yǎng),但根據(jù)細(xì)胞性質(zhì)的不同,適當(dāng)調(diào)整培養(yǎng)時(shí)間,培養(yǎng)條件等,一般貼壁法將單個(gè)核血液細(xì)胞(PBMC)或單個(gè)核組織細(xì)胞(巨噬細(xì)胞)置于含有RPMI-1640培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿中,于37℃,5%CO2的細(xì)胞培養(yǎng)箱(Themo electro corporation CLASS 100,美國(guó))中孵育2h,待單個(gè)核細(xì)胞貼壁后,吸棄上層懸浮細(xì)胞(巨噬細(xì)胞以外的細(xì)胞不易貼壁而隨上層液除去),PBs緩沖液輕輕洗滌3遍,加入少量RPMI-1640培養(yǎng)基,用細(xì)胞刮刀刮下貼壁細(xì)胞(主要為巨噬細(xì)胞,但還有少量其他貼壁細(xì)胞)。1 000r/min離心5min,棄上清。羊水細(xì)胞、絨毛細(xì)胞培養(yǎng)1~7天,出現(xiàn)細(xì)胞生長(zhǎng)克隆、細(xì)胞生長(zhǎng)匯合率達(dá)到60~80%的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞,以胰酶消化,PBS清洗,獲取細(xì)胞懸液,配成合適細(xì)胞濃度。
3、分選CD4細(xì)胞
采用免疫磁珠法分選CD4細(xì)胞:①主要試劑和儀器:CD4免疫磁珠(德國(guó)美天旎生物技術(shù)有限公司);0.2%臺(tái)盼藍(lán)染色液(上海生工生物工程技術(shù)服務(wù)公司);新生牛血清(Hyclone公司);MiniMACS磁力分離系統(tǒng)(德國(guó)美天旎生物技術(shù)有限公司)。②CD4細(xì)胞免疫磁珠分選方法:細(xì)胞懸液均分至兩個(gè)1.5mLEppendorf管,離心(300r/min,20℃)10min,棄去上清,重懸細(xì)胞每80uLBuffer含細(xì)胞數(shù)107個(gè),每107個(gè)細(xì)胞加20uLCD4MicroBeads或CD8MicroBeads,充分混勻,在4~8℃孵化15min,用1mLBuffer洗滌細(xì)胞,離心(300r/min,20℃)10min,棄去上清500uLBuffer重懸細(xì)胞,將MS分離柱放置在MACS分離器的磁場(chǎng)中,以500uLBuffer漂洗,將500uL細(xì)胞懸液通過(guò)分離柱,用500uLBuffer沖洗分離柱重復(fù)操作3次,收集流出液,流出液中含非CD4細(xì)胞,自分離器中取出分離柱,用1000uLBuffer加壓沖洗分離柱,收集流出液,此為CD4細(xì)胞(細(xì)胞活力檢測(cè):細(xì)胞純化前后分別取15uL細(xì)胞懸液與等體積臺(tái)盼藍(lán)溶液混合,顯微鏡下觀察不著色發(fā)亮者為活細(xì)胞,著色脹大者為死細(xì)胞,計(jì)算200個(gè)細(xì)胞中活細(xì)胞的百分比)。此時(shí)分選的細(xì)胞主要為巨噬細(xì)胞。
4、分選CDl4細(xì)胞(分選巨噬細(xì)胞)
CDl4為單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞特有的表面標(biāo)志,理論上如果從單個(gè)核組織細(xì)胞、羊水細(xì)胞及絨毛細(xì)胞中分選,則所得細(xì)胞為巨噬細(xì)胞;如果從單個(gè)核血液細(xì)胞中分選,則所得細(xì)胞包括單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞;但因單核細(xì)胞壽命短、僅在外周血中存活1天且遠(yuǎn)不如巨噬細(xì)胞易于貼壁生長(zhǎng),所以在本發(fā)明的細(xì)胞貼壁培養(yǎng)中已基本除去,分選出來(lái)的細(xì)胞基本為巨噬細(xì)胞。
基本方法類同于CD4細(xì)胞,采用免疫磁珠法。①試劑:人CDl4免疫磁珠試劑盒(Miltenyi Biotec,德國(guó)),RPMI-1640培養(yǎng)基(Hyclone,美國(guó));②免疫磁珠法:(A)磁珠與特異性靶細(xì)胞一單核細(xì)胞結(jié)合:每1×108個(gè)PBMC加入200uL偶聯(lián)CDl4抗體的磁珠和800uL緩沖液(含有10%的牛血清白蛋白2.5mL和2mol/L EDTA0.5mL,4℃冰箱預(yù)冷),在15mL離心管中充分混勻,4℃孵育15min,中間可輕微振搖1次。15min后取出離心管,每1×107個(gè)細(xì)胞加入1~2mL預(yù)冷緩沖液,1 000r/min,離心8min,棄上清,加入0.5mL緩沖液并吹打成單細(xì)胞懸液。(B)收集磁珠標(biāo)記的單核細(xì)胞:將細(xì)胞分離柱置于MACS磁力架上,加入1mL緩沖液平衡細(xì)胞分離柱,待無(wú)液體滴下,立即將上述細(xì)胞懸液加人細(xì)胞分離柱中,用0.5mL緩沖液沖洗細(xì)胞分離柱3次。待沖洗完畢后,加入1mL緩沖液,從磁力架中移出細(xì)胞分離柱,用針柱快速推動(dòng),沖出在分離柱中與CDl4抗體一磁珠相結(jié)合的細(xì)胞,即為CDl4+的巨噬細(xì)胞。
此外,還可采用以下2種方法分選,包括①貼壁法:將PBMC置于含有RPMI-1640培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿中,于37℃,含5%CO:的細(xì)胞培養(yǎng)箱(Themo electro corporation CLASS 100,美國(guó))中孵育2h。待單核細(xì)胞貼壁后,吸棄上層懸浮細(xì)胞,PBs緩沖液輕輕洗滌3遍,加入少量RPMI-1640培養(yǎng)基,用細(xì)胞刮刀刮下貼壁細(xì)胞。1 000r/min離心5min,棄上清。②流式細(xì)胞術(shù)法:CDl4標(biāo)記:取PBMC,用緩沖液(含有10%的牛血清白蛋白2.5mL和2mol/LEDTA 0.5mL)調(diào)整細(xì)胞密度為1×108/mL,在每毫升細(xì)胞懸液中加入CDl4+-FITC抗體100uL,4℃避光標(biāo)記18min,再向離心管中加入1mL流式緩沖液以終止染色,PBs洗滌3次,用含2%青鏈霉素的PBS調(diào)整細(xì)胞密度為2×107/mL。流式細(xì)胞儀分選:將制備的細(xì)胞在流式細(xì)胞儀(BD FAcsAria II,美國(guó))上分選,根據(jù)CDl4抗體的熒光強(qiáng)度、細(xì)胞的相對(duì)大小以及細(xì)胞的相對(duì)顆粒性和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,收集CDl4+細(xì)胞(巨噬細(xì)胞)備用。
(二)構(gòu)建SV40LT/pcDNA3.1和hTERT/pLXSNneo重組子
1、提取SV40LT和hTERT基因
(1)SV40LT和hTERT的提取:(I)酶切SV40LT和hTERT:①酶切SV40LT:從市售購(gòu)買含有大T抗原基因的SV40冰凍干粉或SV40質(zhì)粒,溶解于適量的H2O或TE緩沖液中,加2uL10×酶切緩沖液、18uL H2O和限制性內(nèi)切酶BamH I(1-5U/ugDNA),37℃溫育1h,75℃加熱15min,滅活酶,加入5uL電泳加樣緩沖液(也可通過(guò)加入0.5mol/L EDTA)終止反應(yīng)以備電泳。②酶切hTERT:hTERT位于質(zhì)粒pClneo-hTERT的EcoRI與SalI位點(diǎn)之間,pLXSNneo載體多克隆位點(diǎn)(MCS)含EcoRI與XhoI酶切位點(diǎn)。從市售購(gòu)買pCIneo-hTERT質(zhì)粒,溶解于適量的超凈H2O或TE緩沖液中,加2uL10×酶切緩沖液和18uL H2O,加入限制性內(nèi)切酶EcoR I和Xho I各0.5ul,37℃溫育1h,75℃加熱15min,滅活酶,加入5uL電泳加樣緩沖液(也可通過(guò)加入0.5mol/L EDTA)終止反應(yīng),按常規(guī)PCR法擴(kuò)增hTERT后,收取擴(kuò)增物以備電泳。(II)SV40LT和hTERT電泳:①SV40LT(SV40DNA)電泳:取電泳級(jí)瓊脂糖以電泳緩沖液配成10%瓊脂糖凝膠,倒入已封好的凝膠灌制平臺(tái)上,插上樣品梳,待膠凝固后從制膠平臺(tái)上除去封帶,拔出梳子,放入加有足夠電泳緩沖液的電泳槽中,緩沖液高出凝膠表面約1mm,用適量的10×加樣緩沖液制備DNA樣品,然后用移液器將樣品加入樣品孔中,并同時(shí)做合適的DNA分子量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照物,接通電極,使DNA向陽(yáng)極移動(dòng),在1-10V/cm凝膠的電壓下電泳至足夠分離DNA片段的距離時(shí),關(guān)閉電源。②hTERT電泳:取電泳級(jí)瓊脂糖以電泳緩沖液配成10%瓊脂糖凝膠,倒入已封好的凝膠灌制平臺(tái)上,插上樣品梳,待膠凝固后從制膠平臺(tái)上除去封帶,拔出梳子,放入加有足夠電泳緩沖液的電泳槽中,緩沖液高出凝膠表面約1mm,用適量的10×加樣緩沖液制備hTERT酶切樣品,然后用移液器將樣品加入樣品孔中,并同時(shí)做合適的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照物,接通電極,使hTERT向陽(yáng)極移動(dòng),在1-10V/cm(80V)凝膠的電壓下電泳至足夠分離hTERT片段的距離時(shí)(30min),關(guān)閉電源。(III)SV40LT和hTERT純化與回收:①SV40LT純化與回收:從瓊脂糖中分離出約2600bp SV40大T抗原DNA:在300-360nm長(zhǎng)波紫外光源下(使用長(zhǎng)波紫外光源以防止DNA損傷)將含目標(biāo)DNA片段的凝膠條帶切下裝入透析袋中,向透析袋內(nèi)加入2ml電泳緩沖液,使之浸沒(méi)凝膠,并排空汽泡,將透析袋水平放入電泳槽(長(zhǎng)度方向與電泳平行),加入適量緩沖液將透析袋浸沒(méi)(約6-7mm),接通電源,150伏電洗,在紫外燈下觀察待DNA全部移出凝膠,改變電場(chǎng)方向繼續(xù)通電1分鐘,從透析袋中吸出緩沖液于1-5ml Eppendorf管中,加入1.5倍體積正丁醇,混勻抽提去EB,在臺(tái)式離心機(jī)上最高速2分鐘,吸去上層正丁醇溶液,如此重復(fù)二次,在下層DNA的溶液中加入等體積酚氯仿(2個(gè))抽提2次,上清液轉(zhuǎn)入到另一Eppendorf管中加入1/10倍體積3M NaAc、2倍體積預(yù)冷無(wú)水乙醇,于20℃過(guò)夜,12000g,4℃下離心10分鐘,得DNA沉淀,棄上清,加入70%乙醇洗滌2次后棄干乙醇,加入50μl TE溶解DNA。此外,還可用低熔點(diǎn)瓊脂糖凝膠法、DNA濾膜插片法等將目的DNA片段從凝膠中分離、純化出來(lái)。②hTERT純化與回收:從瓊脂糖中分離hTERT條帶:在長(zhǎng)波紫外光源下將含目標(biāo)hTERT片段的凝膠條帶切下裝入透析袋中,向透析袋內(nèi)加入2ml電泳緩沖液,使之浸沒(méi)凝膠,并排空汽泡,將透析袋水平放入電泳槽(長(zhǎng)度方向與電泳平行),加入適量緩沖液將透析袋浸沒(méi)(約6-7mm),接通電源,150伏電洗,在紫外燈下觀察待hTERT全部移出凝膠,改變電場(chǎng)方向繼續(xù)通電1分鐘,從透析袋中吸出緩沖液于1-5ml Eppendorf管中,加入1.5倍體積正丁醇,混勻抽提去EB,在臺(tái)式離心機(jī)上最高速2分鐘,吸去上層正丁醇溶液,如此重復(fù)二次,自下層hTERT的溶液中加入等體積酚氯仿(2個(gè))抽提2次,上清轉(zhuǎn)入另一Eppendorf管中加入1/10倍體積3M NaAc、2倍體積預(yù)冷無(wú)水乙醇,于20℃過(guò)夜,12000g,4℃下離心10分鐘,得hTERT沉淀,棄上清,加入70%乙醇洗滌2次后棄干乙醇,加入50μl TE溶解hTERT。此外,還可用低熔點(diǎn)瓊脂糖凝膠法、hTERT濾膜插片法等將目的hTERT片段從凝膠中分離、純化出來(lái)。
2、構(gòu)建SV40LT/pcDNA3.1重組子
取9μl上述DNA成份(0.1-5μg)、10μl 2×連接緩沖液、1μl 10mmol/L ATP、T4 DNA連接酶(20~500粘性末端單位)或大腸桿菌DNA連接酶、pcDNA3.1空載體混合,15℃溫育24h,構(gòu)建成SV40LT/pcDNA3.1重組子。
3、構(gòu)建hTERT/pLXSNneo重組子
取9μl上述純化的hTERT成份(0.1-5μg)、1μl 10mmol/L ATP、10ul Ligation Mix或大腸桿菌DNA連接酶、2ul pLXSNneo空載體混合,15℃溫育24h,構(gòu)建pLXSNneo-hTERT重組子。
4、純化、擴(kuò)增、鑒定SV40LT/pcDNA3.1和hTERT/pLXSNneo重組子
(I)SV40LT/pcDNA3.1重組子的擴(kuò)增、分離與鑒定:①大腸桿菌感受態(tài)的制備:其基本方法是用冰預(yù)冷的CaCl2或多種2價(jià)陽(yáng)離子等處理細(xì)菌,使之進(jìn)入感受態(tài)得以轉(zhuǎn)化,用CaCl2制備新鮮或冷凍的大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞,常用于成批制備感受態(tài)細(xì)菌,本法適用于大多數(shù)大腸桿菌菌株,操作過(guò)程簡(jiǎn)述如下:從37℃培養(yǎng)16~20h的新鮮平板中挑取一個(gè)單菌落(如大腸桿菌DH52),或1ml新鮮的16~20h過(guò)夜培養(yǎng)物,轉(zhuǎn)到一個(gè)含有100mlLB培養(yǎng)基的1L或500ml燒瓶中,于37℃劇烈振搖培養(yǎng)約2~3h(旋轉(zhuǎn)搖床200~300r/min),每隔20~30min測(cè)量OD600值≈0.4,在無(wú)菌條件下將細(xì)菌轉(zhuǎn)移到一個(gè),用冰預(yù)冷的50ml聚丙烯離心管中,在冰上放置10~20min后,于4℃用SorvallGS2轉(zhuǎn)頭(或與其離心管相配的轉(zhuǎn)頭)以4000r/min離心10min,以回收細(xì)胞,倒數(shù)培養(yǎng)液,將管倒置1min以使最后殘留的痕量培養(yǎng)液流盡,以10ml用冰預(yù)冷的0.1mMCaCl2重懸每份沉淀,放于冰上,于4℃用SorvallGS3轉(zhuǎn)頭(或與其相應(yīng)的轉(zhuǎn)頭)以4000r/min離心10min,以回收細(xì)胞,倒出培養(yǎng)液,將管倒置1min以使最后殘留的痕量培養(yǎng)液流盡,每50ml初始培養(yǎng)物用2ml冰預(yù)冷的0.1M CaCl2重懸每份沉定,此時(shí),可以迅速將細(xì)胞分裝成小份,液氮中冰凍,-70℃貯存?zhèn)溆?,用冷卻的無(wú)菌吸頭從每種感受態(tài)細(xì)胞懸液中各取200μl轉(zhuǎn)移到無(wú)菌的微量離心管中,每管加DNA或連接反應(yīng)混合物(體積≤10μl,DNA≤50ng),輕輕旋轉(zhuǎn)以混勻內(nèi)容物,在冰中放置30min,將離心管放到預(yù)加溫到40℃的循環(huán)水浴中的試管架上,放置90s~2min,不要搖動(dòng)試管,快速將管轉(zhuǎn)移到冰浴中,使細(xì)胞冷卻1~2min,每離心管加800μlSOC培養(yǎng)基,用水浴將培養(yǎng)基加溫到37℃,然后將管轉(zhuǎn)移到37℃搖床上,溫育45min使細(xì)菌復(fù)蘇,并且表達(dá)質(zhì)粒編碼的抗生素抗性標(biāo)記基因,將適當(dāng)體積(每個(gè)90mm平板可達(dá)200μl)已轉(zhuǎn)化的感受態(tài)細(xì)胞轉(zhuǎn)移到含200mmol/LMgSO4和相應(yīng)抗生素的SOB培養(yǎng)基上,將平板置于室溫至液體被吸收,倒置平皿,于37℃培養(yǎng),12~16h后可出現(xiàn)菌落。②重組子的篩選、擴(kuò)增與提取:用無(wú)菌牙簽或滅菌接種針挑選單個(gè)菌落接種于5mL無(wú)菌的LB培養(yǎng)基或豐富培養(yǎng)基(如超級(jí)肉湯或TB超級(jí)肉湯培養(yǎng)基)中,培養(yǎng)過(guò)夜后,再加入到500mL含LB培養(yǎng)基(含有適當(dāng)抗生素)的2L燒瓶中,再于37℃培養(yǎng)至飽和狀態(tài)(OD600≈4,為提高產(chǎn)量,應(yīng)采用表面積較大及帶折流板的燒瓶以盡量增大通氣度,振搖速度應(yīng)大于400r/min),于4℃,6000g離心10min,用4mL GTL溶液重懸沉淀,并轉(zhuǎn)移到一個(gè)容積≥20mL的高速離心管中(細(xì)菌沉淀可以在-20℃或-70℃無(wú)限期保存),加入1mL新配的含25mg/mL溶菌酶的GTE溶液,重懸沉淀,于室溫放置10min,加入10mL新配NaOH/SDS溶液,并且輕輕混勻直至液體變得均一、清亮而粘稠,于冰上放置10min,加入7.5mL乙酸溶液,用吸管輕輕攪拌直至粘稠度下降并形成大的沉淀,于冰上放置10min,于4℃,20 000g離心10min,將上清輕輕倒入至另一個(gè)干凈的離心管中,如果有可見(jiàn)的飄浮物可用數(shù)層紗布過(guò)濾,加入0.6倍體積的異丙醇,顛倒混勻,室溫放置5~10min,于室溫,1 500g離心10min,加入2mL70%乙醇輕輕洗滌沉淀,然后短暫快速離心,吸去乙醇,并真空干燥(沉淀可在4℃長(zhǎng)期保存)。③重組子的鑒定:上述從感受態(tài)大腸桿菌中提取的DNA(含SV40T/pcDNA3.1),同上法用限制性內(nèi)切酶BamH I進(jìn)行酶切,10g/L瓊脂糖凝膠電泳鑒定,獲得大小約2600bp及5600bp的2條帶,前者符合GenBank中SV40T片段的大小。(II)hTERT/pLXSNneo重組子的純化、擴(kuò)增、鑒定:①大腸桿菌感受態(tài)的制備:其基本方法是用冰預(yù)冷的CaCl2或多種2價(jià)陽(yáng)離子等處理細(xì)菌,使之進(jìn)入感受態(tài)得以轉(zhuǎn)化,用CaCl2制備新鮮或冷凍的大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞,常用于成批制備感受態(tài)細(xì)菌,本法適用于大多數(shù)大腸桿菌菌株,操作過(guò)程簡(jiǎn)述如下:從37℃培養(yǎng)16~20h的新鮮平板中挑取一個(gè)單菌落(如大腸桿菌DH52),或1ml新鮮的16~20h過(guò)夜培養(yǎng)物,轉(zhuǎn)到一個(gè)含有100mlLB培養(yǎng)基的1L或500ml燒瓶中,于37℃劇烈振搖培養(yǎng)約2~3h(旋轉(zhuǎn)搖床200~300r/min),每隔20~30min測(cè)量OD600值≈0.4,在無(wú)菌條件下將細(xì)菌轉(zhuǎn)移到一個(gè),用冰預(yù)冷的50ml聚丙烯離心管中,在冰上放置10~20min,于4℃用Sorvall6S2轉(zhuǎn)頭(或與其離心管相配的轉(zhuǎn)頭)以4000r/min離心10min,以回收細(xì)胞,倒數(shù)培養(yǎng)液,將管倒置1min以使最后殘留的痕量培養(yǎng)液流盡,以10ml用冰預(yù)冷的0.1mMCaCl2重懸每份沉淀,放于冰上,于4℃用SorvallGS3轉(zhuǎn)頭(或與其相應(yīng)的轉(zhuǎn)頭)以4000r/min離心10min,以回收細(xì)胞,倒出培養(yǎng)液,將管倒置1min以使最后殘留的痕量培養(yǎng)液流盡,每50ml初始培養(yǎng)物用2ml冰預(yù)冷的0.1M CaCl2重懸每份沉定,迅速將細(xì)胞分裝成小份,液氮中冰凍,-70℃貯存?zhèn)溆谩"谝愿惺軕B(tài)大腸桿菌純化和擴(kuò)增hTERT/pLXSNneo重組子:用冷卻的無(wú)菌吸頭從每種感受態(tài)細(xì)胞懸液中分別取200μl轉(zhuǎn)移到無(wú)菌的微量離心管中,在每管中加DNA或連接反應(yīng)混合物(體積≤10μl,DNA≤50ng),輕輕旋轉(zhuǎn)以混勻內(nèi)容物,在冰中放置30min,將離心管放到預(yù)加溫到40℃的循環(huán)水浴中的試管架上,放置90s~2min,不要搖動(dòng)試管,快速將管轉(zhuǎn)移到冰浴中,使細(xì)胞冷卻1~2min,每離心管加800μlSOC培養(yǎng)基,用水浴將培養(yǎng)基加溫到37℃,然后將管轉(zhuǎn)移到37℃搖床上,溫育45min使細(xì)菌復(fù)蘇,并且表達(dá)質(zhì)粒編碼的抗生素抗性標(biāo)記基因,將適當(dāng)體積(每90mm平板可達(dá)200μl)已轉(zhuǎn)化的感受態(tài)細(xì)胞轉(zhuǎn)移到含200mmol/LMgS04和相應(yīng)抗生素的SOB培養(yǎng)基上,將平板置于室溫至液體被吸收,倒置平皿,于37℃培養(yǎng),12~16h后可出現(xiàn)菌落。③篩選、擴(kuò)增重組子:用無(wú)菌牙簽或滅菌接種針挑選單個(gè)菌落接種于5mL無(wú)菌的LB培養(yǎng)基或豐富培養(yǎng)基(如超級(jí)肉湯或TB超級(jí)肉湯培養(yǎng)基)中,培養(yǎng)過(guò)夜后,再加入到500mL含LB培養(yǎng)基(含有適當(dāng)抗生素)的2L燒瓶中,再于37℃培養(yǎng)至飽和狀態(tài)(OD600≈4,為提高產(chǎn)量,應(yīng)采用表面積較大及帶折流板的燒瓶以盡量增大通氣度,振搖速度應(yīng)大于400r/min),于4℃,6000g離心10min,用4mL GTL溶液重懸沉淀,并轉(zhuǎn)移到一個(gè)容積≥20mL的高速離心管中(細(xì)菌沉淀可以在-20℃或-70℃無(wú)限期保存),加入1mL新配的含25mg/mL溶菌酶的GTE溶液,重懸沉淀,于室溫放置10min,加入10mL新配NaOH/SDS溶液,并且輕輕混勻直至液體變得均一、清亮而粘稠,于冰上放置10min,加入7.5mL乙酸溶液,用吸管輕輕攪拌直至粘稠度下降并形成大的沉淀,于冰上放置10min,于4℃,20 000g離心10min,將上清輕輕倒入至另一個(gè)干凈的離心管中,如果有可見(jiàn)的飄浮物可用數(shù)層紗布過(guò)濾,加入0.6倍體積的異丙醇,顛倒混勻,室溫放置5~10min,于室溫,1 500g離心10min,加入2mL70%乙醇輕輕洗滌沉淀,然后短暫快速離心,吸去乙醇,并真空干燥(沉淀可在4℃長(zhǎng)期保存)。④重組質(zhì)粒的鑒定與擴(kuò)增:挑取平皿上的單菌落,接種于3ml含100ug/ml氨芐青霉素LB培養(yǎng)基中,37℃,250r/min搖床中培養(yǎng),14h后收集培養(yǎng)物,4℃、10000r/min離心5min,按試劑盒說(shuō)明書小量提取并純化重組質(zhì)粒;以EcoRI和HindIII雙酶切重組質(zhì)粒反應(yīng)體系:限制性內(nèi)切酶各0.5ul、10×buffer 2ul、重組質(zhì)粒10ul、加水補(bǔ)足至20ul,37℃酶切1h。酶切產(chǎn)物于80V電壓條件下進(jìn)行0.8%瓊脂糖電泳,時(shí)間30min,凝膠成像系統(tǒng)拍照;按常規(guī)測(cè)定重組質(zhì)粒的序列;重組質(zhì)粒經(jīng)酶切、測(cè)序鑒定準(zhǔn)確后,將含有該質(zhì)粒的細(xì)菌接種至LB培養(yǎng)液中,擴(kuò)增培養(yǎng),按大劑量質(zhì)粒抽提試劑盒說(shuō)明書進(jìn)行大劑量質(zhì)粒抽提純化,紫外分光光度計(jì)測(cè)定質(zhì)粒濃度及純度后備用。
(三)構(gòu)建巨噬細(xì)胞株
1、聯(lián)合轉(zhuǎn)染SV40LT和hTERT致巨噬細(xì)胞永生化
將重組子SV40LT/pcDNA3.1和hTERT/pLXSNneo導(dǎo)入巨噬細(xì)胞,構(gòu)建巨噬細(xì)胞株,并行擴(kuò)大培養(yǎng),具體方法為:在1.5ml微量離心管中制備下列溶液:取A管,將SV40LT/pcDNA3.1溶于50μl無(wú)血清培養(yǎng)液中;取B管,將hTERT/pLXSNneo溶于50μl無(wú)血清培養(yǎng)液中;然后取C管,將20μl脂質(zhì)體Lipofectamine溶解于80μl無(wú)血清培養(yǎng)液中,將A管、B管和C管混勻,在室溫的條件下靜置45min。用無(wú)血清培養(yǎng)液洗滌上述T淋巴細(xì)胞2次。然后分別在Lipofectamine-SV40LT/pcDNA3.1和Lipofectamine-hTERT/pLXSNneo混合物中加入1ml無(wú)血清培養(yǎng)液,輕輕混勻,再滴加至上述T淋巴細(xì)胞中,然后加入1ml無(wú)血清培養(yǎng)液(胎牛血清濃度為20ml/L),在CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)10h,吸出轉(zhuǎn)染液,加4ml完全培養(yǎng)液(胎牛血清濃度為20%),繼續(xù)培養(yǎng)20h,棄去培養(yǎng)液,更換濃度為400mg·L-1的G418培養(yǎng)液繼續(xù)培養(yǎng),8天后選擇活細(xì)胞作擴(kuò)大培養(yǎng)后,再加大G418濃度到800mg·L-1,將能在高濃度的G418環(huán)境中穩(wěn)定生長(zhǎng)的細(xì)胞繼續(xù)進(jìn)行擴(kuò)增培養(yǎng)。培養(yǎng)9天左右鏡下觀察,可見(jiàn)巨噬細(xì)胞明顯增大,出現(xiàn)聚集現(xiàn)象。如果細(xì)胞增長(zhǎng)慢,或細(xì)胞密度低,或培養(yǎng)液pH值呈酸性,吸出半量培養(yǎng)液,進(jìn)行等量換液。當(dāng)總量達(dá)到14ml時(shí)轉(zhuǎn)移到75ml培養(yǎng)瓶中,每2-3周加入5-10ml新鮮培養(yǎng)基。細(xì)胞培養(yǎng)至第15-20周(約第135代),仍處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期,即細(xì)胞增加數(shù)量與培養(yǎng)時(shí)間呈倍增關(guān)系,死亡細(xì)胞少于10%(通過(guò)讀取培養(yǎng)容器的刻度判斷細(xì)胞數(shù)量的增加情況;通過(guò)臺(tái)盼藍(lán)染色法鑒別死細(xì)胞和活細(xì)胞。因?yàn)檎5幕罴?xì)胞,胞膜結(jié)構(gòu)完整,能夠排斥,使臺(tái)盼藍(lán)不能夠進(jìn)入胞內(nèi);而喪失活性的細(xì)胞,胞膜的通透性增加,可被臺(tái)盼藍(lán)染成藍(lán)色,可判斷為細(xì)胞已經(jīng)死亡。方法是每周吸取一定量的細(xì)胞培養(yǎng)懸液,與臺(tái)盼藍(lán)染色劑混合后置室溫5~10分鐘,然后制成細(xì)胞薄片,在顯微鏡下計(jì)數(shù)1000個(gè)細(xì)胞總數(shù),計(jì)算著色的死細(xì)胞和不著色的活細(xì)胞的百分比)。此后隨著培養(yǎng)代數(shù)的增加和培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng),細(xì)胞數(shù)量的增加變慢、死亡細(xì)胞越來(lái)越多,直至細(xì)胞不再增加,甚至溶解、減少、全部死亡。當(dāng)總量達(dá)到45ml時(shí),置50ml離心管中,離心1500轉(zhuǎn),10分鐘,棄上清,加入3ml凍存培養(yǎng)基(5%二甲基亞楓(dimethyl sufoxide),95%FBS)混勻,成細(xì)胞懸浮液(細(xì)胞濃度約為105/ml)。凍存管分裝,1ml/管,置-20℃2h,再置-70℃2h,然后凍存在-196℃液氮中(或立即置零下80度,1-2小時(shí)后移入液氮罐中)。以此構(gòu)建永生化巨噬細(xì)胞株(系)。
2、鑒定巨噬細(xì)胞株的生物學(xué)特性
①觀察細(xì)胞鏡下形態(tài):可見(jiàn)巨噬細(xì)胞漿豐富,不規(guī)則,在液體下能伸縮;②觀察細(xì)胞生長(zhǎng)曲線:取生長(zhǎng)較好的轉(zhuǎn)染細(xì)胞,制成細(xì)胞懸液,經(jīng)計(jì)數(shù),分別取1.4×104細(xì)胞接種于30個(gè)含15 FBS低糖DMEM培養(yǎng)基培養(yǎng)瓶,每天取2瓶細(xì)胞進(jìn)行計(jì)數(shù),計(jì)算均值,連續(xù)觀察直至細(xì)胞數(shù)量明顯下降,培養(yǎng)3天后每隔2天給未計(jì)數(shù)的細(xì)胞換液,采用同樣方法觀察轉(zhuǎn)染細(xì)胞在hepato ZYME-SFM無(wú)血清培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)情況,結(jié)果以培養(yǎng)時(shí)間為橫軸,細(xì)胞數(shù)量為縱軸(對(duì)數(shù)),描繪在半對(duì)數(shù)座標(biāo)上制成曲線后即成該細(xì)胞的生長(zhǎng)曲線,永生化細(xì)胞系呈典型的“S”特征或“穹隆”形成;③檢查染色體:通過(guò)分析染色體核型,如果染色體核型為二倍體“46,XX”或“46,XY”,或與原代細(xì)胞的核型相同,則說(shuō)明該細(xì)胞系沒(méi)有發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化(同時(shí)可用流式細(xì)胞儀分析細(xì)胞系中是否出現(xiàn)異常的DNA群體,如果沒(méi)有,也說(shuō)明細(xì)胞系未出現(xiàn)瘤性特征);④裸鼠致瘤試驗(yàn):將hTERT和SV40LT永生化的細(xì)胞以3×107接種裸鼠背部皮下,2個(gè)月后,4只裸鼠均未見(jiàn)腫瘤形成,證明此細(xì)胞為非惡化細(xì)胞;⑤轉(zhuǎn)染細(xì)胞DNA中hTERT和SV40大T基因檢測(cè):如以免疫組織化學(xué)檢測(cè),hTERT和SV40轉(zhuǎn)染的細(xì)胞核內(nèi)染色可見(jiàn)大量棕色顆粒,表明hTERT或SV40LT抗原已整合入細(xì)胞內(nèi);也可用RT-PCR法檢測(cè)T抗原在細(xì)胞中的表達(dá),其中T抗原的引物:上游引物(A4239)5’-GTT ATG ATT ATA ACT GTT ATG-3’,下游引物(S4496)5’-GAA ATG CCA TCT AGT GAT-3’;擴(kuò)增產(chǎn)物長(zhǎng)度為268bp,擴(kuò)增條件為94℃,5min,即:(94℃,1min;55℃,1min,-0.5℃/循環(huán);72℃,1min)×30、(94℃,30S;40℃,30S,72℃,30S)×15,擴(kuò)增體系為50μl:[Mg2+]2mmol/L、dNTPs200μmol/L、引物濃度0.4μmol/L、Taq 1U、模板5μl;實(shí)驗(yàn)組以第19代細(xì)胞的cDNA為模板(參照市售cDNA第一鏈合成試劑盒進(jìn)行cDNA第一鏈合成,產(chǎn)物-20℃保存);陰性對(duì)照設(shè)兩個(gè),分別以無(wú)菌水、原代細(xì)胞的cDNA做模板,陽(yáng)性對(duì)照以SV40 DNA為模板(參照SDS-蛋白酶K法提取SV40 DNA,因?yàn)镾V40病毒無(wú)包膜,不使用SDS破膜,取5μl進(jìn)行1.5%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè),其余-20℃保存?zhèn)溆?;⑥mRNA表達(dá)產(chǎn)物測(cè)定:T抗原mRNA RT-PCR產(chǎn)物測(cè)序:取100μl體系的擴(kuò)增產(chǎn)物,用凝膠回收試劑盒(Takara,日本)回收產(chǎn)物,取2μl DNA溶液稀釋100倍,測(cè)濃度,余下的DNA及上、下游引物各10μl進(jìn)行測(cè)序。⑦流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè):檢測(cè)第19代細(xì)胞系中合成、分裂的細(xì)胞比例,如果其增殖能力明顯比未建系的正常細(xì)胞增強(qiáng),說(shuō)明是hTERT和SV40大T抗原整合、表達(dá)的結(jié)果。⑧DNA序列測(cè)定:按常規(guī)測(cè)序儀檢測(cè),顯示hTERT和SV40大T抗原基因序列??傊郎奘杉?xì)胞株具有的特性為:①巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)染了SV40LT和hTERT基因從而可長(zhǎng)期傳代培養(yǎng);②巨噬細(xì)胞的染色體核型為二倍體,即“46,XX”或“46,XY”;③巨噬細(xì)胞的生長(zhǎng)曲線如以培養(yǎng)時(shí)間為橫軸,細(xì)胞數(shù)量為縱軸,在hepato ZYME-SFM無(wú)血清培養(yǎng)基中呈“S”特征或“穹隆”形成;④細(xì)胞不能在軟瓊脂內(nèi)生長(zhǎng)(形成克隆);⑤細(xì)胞為非惡化細(xì)胞,裸鼠致瘤試驗(yàn)陰性;⑥細(xì)胞的DNA中同時(shí)整合了SV40LT和hTERT基因,表達(dá)SV40LT和hTERT基因的mRNA產(chǎn)物;⑦體外連續(xù)培養(yǎng)15-20周(約第135代)仍處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期;⑧能反復(fù)凍存、長(zhǎng)期傳代培養(yǎng)。
3、檢測(cè)巨噬細(xì)胞株的功能
將巨噬細(xì)胞株接種于96孔培養(yǎng)板中,觀察細(xì)胞生長(zhǎng)情況,7-10天后,細(xì)胞克隆生長(zhǎng)面積達(dá)到1/10個(gè)細(xì)胞孔時(shí),去培養(yǎng)上清,選擇生長(zhǎng)狀態(tài)良好的培養(yǎng)孔,顯微鏡下標(biāo)記細(xì)胞株生長(zhǎng)的位置、大小,使用無(wú)菌槍頭在標(biāo)注的位置吸取細(xì)胞克隆到新的有完全培養(yǎng)基的培養(yǎng)孔內(nèi),然后依次倍比稀釋到后面數(shù)孔,37℃,5%CO2培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)一周左右,顯微鏡下觀察細(xì)胞生長(zhǎng)情況,待細(xì)胞克隆長(zhǎng)滿至孔底面積1/10以上時(shí),取細(xì)胞或培養(yǎng)上清檢測(cè)巨噬細(xì)胞株的功能。包括:①巨噬細(xì)胞株吞噬細(xì)菌功能檢測(cè):將巨噬細(xì)胞與葡萄球菌或白色念珠菌懸液混合溫育,涂片,固定,堿性亞甲蘭液染色,在油鏡下觀察吞噬情況,計(jì)數(shù)吞噬細(xì)菌和未吞噬細(xì)菌的巨噬細(xì)胞數(shù)比例,以吞噬細(xì)菌功能強(qiáng)的巨噬細(xì)胞作為備選陽(yáng)性克隆株。②巨噬細(xì)胞株吞噬HIV功能檢測(cè):取疾控中心保存的艾滋病(AIDS)患者的血漿與巨噬細(xì)胞株混合培養(yǎng)后,分離細(xì)胞株,PBS清洗3次,測(cè)定經(jīng)裂解的吞噬細(xì)胞株吞噬HIV的功能,具體根據(jù)HIV-1p24抗原檢測(cè)試劑盒(酶聯(lián)免疫法,上海啟發(fā)生物科技有限公司)操作,以已知濃度0pg/ml、0.5pg/ml、1pg/ml、2.5pg/ml、5pg/ml、20pg/ml、40pg/ml、80pg/ml的p24抗原作為對(duì)照,最低檢測(cè)限低于5pg/ml,測(cè)定范圍0~400pg/ml,線性范圍0.5pg/ml~80pg/ml,15min內(nèi)450nm測(cè)定吸光度(OD),空白對(duì)照校準(zhǔn)品吸光度值不高于0.050,0pg吸光度值不高于0.100,1000pg/ml吸光度不低于1.000,當(dāng)吸光度>0.12時(shí)被認(rèn)為是陽(yáng)性。具體按試劑盒說(shuō)明書操作。③巨噬細(xì)胞株產(chǎn)生巨噬細(xì)胞因子檢測(cè):以人巨噬細(xì)胞移動(dòng)抑制因子(MIF)ELISA檢測(cè)試劑盒(上海百蕊生物科技有限公司)按說(shuō)明書操作,檢測(cè)范圍為0~800pg/ml,敏感度為1.0pg/ml,可在白色背景下,直接用肉眼觀察:反應(yīng)孔內(nèi)顏色越深,陽(yáng)性越強(qiáng),陰性反應(yīng)為無(wú)色或極淺,依據(jù)所呈顏色的深淺,以“+”、“-”號(hào)表示。也可測(cè)OD值:在ELISA檢測(cè)儀上,于450nm(若以ABTS顯色,則410nm)處,以空白對(duì)照孔調(diào)零后測(cè)各孔OD值,若大于規(guī)定的陰性對(duì)照OD值的2.1倍,即為陽(yáng)性,具體按試劑盒說(shuō)明書操作。MIF是集細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子、激素和酶特性于一身的多效能蛋白分子,作為固有免疫和炎癥反應(yīng)的調(diào)節(jié)因子發(fā)揮中樞性的作用,在各種感染和急慢性炎癥性疾病中發(fā)揮多種免疫功能。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果,挑選具有較強(qiáng)吞噬功能的培養(yǎng)孔中的細(xì)胞克隆重復(fù)進(jìn)行下一輪稀釋培養(yǎng),重復(fù)2-3輪,檢測(cè)功能穩(wěn)定后取出,轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶擴(kuò)增培養(yǎng)。
4、巨噬細(xì)胞株的凍存與復(fù)蘇
保存前12小時(shí)調(diào)整細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài),取一瓶生長(zhǎng)旺盛,形態(tài)良好的細(xì)胞,適當(dāng)消化后制成細(xì)胞懸液,1000r/min離心5min,去上清液,輕彈管底使細(xì)胞松散,加入4℃保存的9份完全培養(yǎng)液和1份DMSO,分裝細(xì)胞凍存管,1mL/管,-70℃冰箱過(guò)夜,取出后將凍存管放入液氮容器中保存?zhèn)溆?。?fù)蘇前準(zhǔn)備好40℃左右的熱水,將凍存管從液氮中小心取出,迅速置于熱水中均勻搖動(dòng)使細(xì)胞解凍,解凍后在1000r/min離心5min,超凈工作臺(tái)內(nèi)無(wú)菌條件下打開(kāi)凍存管,將解凍后的細(xì)胞用完全培養(yǎng)液洗滌一次,然后在1000r/min離心5min,棄去上清,以備作擴(kuò)增培養(yǎng)。
5、巨噬細(xì)胞株的擴(kuò)增
將上述細(xì)胞沉淀使用完全培養(yǎng)液輕輕重懸后移入培養(yǎng)瓶?jī)?nèi),置37℃,5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。反復(fù)傳代擴(kuò)增培養(yǎng),直至所需的巨噬細(xì)胞株數(shù)量,每傳代培養(yǎng)10代,檢測(cè)巨噬細(xì)胞株的功能,觀察是否穩(wěn)定。繼續(xù)在數(shù)瓶?jī)?nèi)進(jìn)行大規(guī)模培養(yǎng),保存?zhèn)溆谩?/p>
本申請(qǐng)的技術(shù)方案,所采用的原代細(xì)胞包括直接分離和干細(xì)胞誘導(dǎo)來(lái)源的巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞、CD4+T細(xì)胞、單核細(xì)胞以及通過(guò)化學(xué)偶聯(lián)、交聯(lián)、親和吸附制成的包被有CD4分子的顆粒,和/或與CD4+細(xì)胞功能相似的顆粒。永生化細(xì)胞株的構(gòu)建方法包括常規(guī)的細(xì)胞溶合雜交瘤技術(shù)。質(zhì)粒載體包括選用SV40LT/pLXSN、hTERT/pLPCX、SV40LT/pcDNA3.1(-)和hTERT/pLXSNneo。致永生化的成份包括逆轉(zhuǎn)錄病毒基因、SV40LT、hTERT、EB病毒、腫瘤基因、細(xì)胞生長(zhǎng)刺激劑和誘導(dǎo)劑以及包括抗CD3單克隆抗體、抗CD3/CD28雙抗體在內(nèi)的CD4+細(xì)胞表面抗體。
二、凈化器的制備
1、凈化劑的充填
將本發(fā)明制備的巨噬細(xì)胞株,以無(wú)菌生理鹽水清洗后,再以1000r/min離心5min(低速短時(shí)離心),取細(xì)胞沉淀裝配丙烯酸酯之類高生物相容性材料(與血漿分離器材料相同)制成的圓柱形凈化器,至4/5,然后加細(xì)胞凍存液(含30%胎牛血清、12%二甲亞砜的1640培養(yǎng)液),使細(xì)胞濃度達(dá)80%,輕輕搖勻,封口,經(jīng)4℃,0.5h;-20℃,2h;-70℃,過(guò)夜,入-196℃液氮凍存?zhèn)溆谩=鈨鍪褂脮r(shí),需迅速將凍存管投入到已經(jīng)預(yù)熱的37℃水浴中,并不斷搖動(dòng),使管中的液體迅速融化,然后以無(wú)菌生理鹽水清洗后使用。在制備凈化劑時(shí),保存細(xì)胞的介質(zhì)包括選用生理鹽水、常規(guī)細(xì)胞培養(yǎng)液、細(xì)胞凍存液。以吞噬HIV的巨噬細(xì)胞株配制凈化劑時(shí),其濃度為80%,以吸附HIV的免疫細(xì)胞和免疫顆粒配制凈化劑時(shí),其濃度為95%以上??梢詫⒍喾N細(xì)胞混合配制成凈化劑。
2、凈化器的規(guī)格
凈化器可為底徑小、頂徑大的圓柱形,或方形、漏斗形,容積為200~300ml,進(jìn)出口均設(shè)有細(xì)胞篩網(wǎng),進(jìn)口處頂徑篩網(wǎng)目數(shù)為800目;出口處底徑篩網(wǎng)目數(shù)為2.0~5.0目(2.5~5.0目相當(dāng)于0.1~0.2微米或100~200納米),具體可制成2.0目、2.5目、3.0目、3.5目、4.0目、4.5目和5.0目的7種不同規(guī)格,用以阻擋120納米的HIV病毒或更大的細(xì)菌;液體出口處設(shè)置目數(shù)為100目(相當(dāng)于4微米)的細(xì)胞濾網(wǎng),用以阻擋可能濾出的細(xì)胞;液體進(jìn)出口與網(wǎng)篩之間設(shè)有緩沖區(qū),有利于系統(tǒng)循環(huán)的穩(wěn)定性。
3、凈化器的材料
血液凈化器選用丙烯酸酯之類的高分子材料,要求生物相容性好,幾乎不激活補(bǔ)體、不引起炎癥反應(yīng)、不引起白細(xì)胞、血小板、血氧分壓、補(bǔ)體C3a、C5a的改變。可通過(guò)共價(jià)、接枝、聚合等方法改進(jìn)材料的結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)表面的不均勻性、親水性、減少對(duì)凝血及氧化應(yīng)激的影響、從而提高生物相容性、減少并發(fā)癥的發(fā)生。在吸附器內(nèi)表面加親水凝膠,將2甲基丙烯酰氧乙基磷酸膽堿-丁基異丁烯酸固化在醋酸纖維素膜上,通過(guò)控制濕紡過(guò)程,可生成CA/PMB30、CA/PMB80和CA/PMB30-80,具有較高的血液和細(xì)胞相容性。將某些具有抗凝作用的物質(zhì)固化在載體或吸附器內(nèi)表面的材料上,可抑制血液凝固,提高生物相容性,還可降低肝素用量,并有可能實(shí)現(xiàn)無(wú)肝素化。將肝素共價(jià)結(jié)合到聚醚砜表面,既保持了聚醚砜的力學(xué)性能,又能提高吸附器內(nèi)表面的抗凝血性能。在醋酸纖維膜上共價(jià)固化亞油酸膜,或?qū)⒐矁r(jià)結(jié)合到聚丙烯酸的亞油酸嫁接到聚砜膜表面,都可以有更好的組織相容性和抗凝血效果。隨著高分子材料和納米技術(shù)的不斷發(fā)展,與人類血管內(nèi)皮接近的材料在不久的將來(lái)將會(huì)出現(xiàn)。
三、分離器的制備
(一)血液分離器的制備
1、制備原理:①血細(xì)胞、細(xì)菌、病毒的分子大?。喝梭w血液中有形成份(細(xì)胞)的大小為:正常紅細(xì)胞大約為7微米(μm),是雙凹圓盤狀的細(xì)胞;白細(xì)胞分為5種,中性粒細(xì)胞約12μm,嗜酸性粒細(xì)胞略大些,嗜堿性粒細(xì)胞與中性粒細(xì)胞接近,小淋巴細(xì)胞6-8μm,與紅細(xì)胞近似,單核細(xì)胞最大,約15-20μm。血小板為圓盤形,直徑1~4微米到7~8微米不等,人的血小板平均直徑為2-4微米,厚0.5~1.5微米。細(xì)菌的大小為:球菌的直徑約在0.75-1.25μm之間,桿菌長(zhǎng)度約在2-5μm,螺旋菌長(zhǎng)約100-200μm。病毒的大小以納米(nm)為單位[1cm=10mm,1mm=1000μm,1μm=1000nm],不同病毒間大小差異很大,最小的如植物的聯(lián)體病毒(Geminiviruses)直徑僅18-20nm,最大的動(dòng)物痘病毒(Poxviruses)大小達(dá)300-450nm×170-260nm,最長(zhǎng)的如絲狀病毒科(Filoviridae)病毒粒子大小為80nm×790-14000nm,多數(shù)單個(gè)病毒粒子的直徑在100nm左右,艾滋病毒為100-120nm(0.1-0.12μm)。②艾滋病患者血液中存在的相關(guān)成份:多核巨細(xì)胞(HIV感染細(xì)胞表面的gp120與CD4+細(xì)胞結(jié)合而成的大體積的HIV感染細(xì)胞)、gp120細(xì)胞(表面有g(shù)p120但以單個(gè)細(xì)胞存在的HIV感染細(xì)胞)、基因整合細(xì)胞(艾滋病感染初期或潛伏期,整合有HIV雙鏈DNA,但細(xì)胞表面沒(méi)有g(shù)p120的HIV感染細(xì)胞)、正常白細(xì)胞(未感染HIV的單個(gè)細(xì)胞存在的粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、淋巴細(xì)胞)、紅細(xì)胞、血小板、化學(xué)成份(蛋白質(zhì)、糖類、脂類、電解質(zhì)等)、游離的HIV、細(xì)菌及其他微生物。③多核巨細(xì)胞為天然的大體積細(xì)胞;gp120細(xì)胞和基因整合細(xì)胞可通過(guò)抗原和抗體的免疫反應(yīng)使細(xì)胞凝集為大體積多細(xì)胞聚合體;游離的HIV可通過(guò)載體顆粒/免疫反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榇篌w積成份。④根據(jù)上述3點(diǎn),可以制備能通過(guò)單個(gè)細(xì)胞但不能通過(guò)大體積細(xì)胞或顆粒的血液分離器。⑤選用具有選擇性吸附功能的材料,經(jīng)本發(fā)明的體外血液循環(huán)支路篩除血液中的HIV感染細(xì)胞。
2、血液分離器的材料與要求:同本發(fā)明的凈化器,選用聚醋無(wú)紡布、醋酸纖維、脫脂棉等,要求生物相容性好,幾乎不激活補(bǔ)體、不引起炎癥反應(yīng)和白細(xì)胞、血小板、血氧分壓、C3a、C5a的改變。
3、血液分離器的型號(hào):血液分離器的外形制備成柱形結(jié)構(gòu)(以醋酸纖維或脫脂棉為材料制作濾芯)、扁平結(jié)構(gòu)(以聚醋無(wú)紡布為材料制作濾芯);孔徑制備成150~250μm、50~150μm、15~40μm、8~15μm、5~8μm、3~5μm、1~2μm的型號(hào)。
4、血液分離器的應(yīng)用原則:根據(jù)艾滋病患者的病情選用不同型號(hào)的分離器,原則上先選用大孔徑型號(hào)做預(yù)篩濾,然后選用較小孔徑的型號(hào)。重度艾滋病患者常發(fā)生嚴(yán)重的機(jī)會(huì)性感染,血液中含有不同大小的成份。如含有特大體積的真菌、螺旋菌、腫瘤細(xì)胞及其他異物,則選用孔徑為150~250μm或50~150μm的分離器;如為篩濾HIV感染的單核巨噬細(xì)胞、多核巨細(xì)胞、多細(xì)胞聚合體及吸附有HIV的顆粒性物質(zhì),以及為了置換易受HIV感染的CD4+細(xì)胞,則選用15~40μm、8~15μm、5~8μm、3~5μm之類的型號(hào)。這幾種型號(hào)近似或小于血液中單個(gè)紅細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、小淋巴細(xì)胞的體積,但紅細(xì)胞、中性粒細(xì)胞及巨噬細(xì)胞具有變形運(yùn)動(dòng)的特性,能通過(guò)比自身體積更小的微孔。
(二)血漿分離器的制備
(1)制備原理:根據(jù)血細(xì)胞和血漿成份的分子大小制備。如人體血液中有形成份(血細(xì)胞)的大小為:正常紅細(xì)胞大約為7微米(μm),是雙凹圓盤狀的細(xì)胞;白細(xì)胞分為5種,中性粒細(xì)胞約12μm,嗜酸性粒細(xì)胞略大些,嗜堿性粒細(xì)胞與中性粒細(xì)胞接近,小淋巴細(xì)胞6-8μm,與紅細(xì)胞近似,單核細(xì)胞最大,約15-20μm。血小板為圓盤形,直徑1~4微米到7~8微米不等,人的血小板平均直徑為2-4微米,厚0.5~1.5微米。
(2)材料:可選用聚醋無(wú)紡布、醋酸纖維、脫脂棉等,要求生物相容性好,幾乎不激活補(bǔ)體、不引起炎癥反應(yīng)、不引起白細(xì)胞、血小板、血氧分壓、補(bǔ)體C3a、C5a的改變??赏ㄟ^(guò)共價(jià)、接枝、聚合等方法改進(jìn)材料的結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)表面的微觀不均勻性、親水性、減少對(duì)凝血及氧化應(yīng)激的影響、從而提高篩濾充分性和生物相容性、減少并發(fā)癥的發(fā)生。
(3)型號(hào)與規(guī)格:就分離器的外形來(lái)說(shuō),可以醋酸纖維或脫脂棉等材料作濾芯制備成柱形結(jié)構(gòu)、以聚醋無(wú)紡布等材料作濾芯制備成扁平結(jié)構(gòu)等形狀;按待分離的血細(xì)胞和血漿成份的分子大小確定孔徑。本發(fā)明所涉及的血漿分離器用性質(zhì)穩(wěn)定、生物相容性好、通透性高的高分子聚合物制成空心纖維型濾器,空心纖維膜直徑為270~370μm,膜厚度為50μm,孔徑為0.2~0.6μm,纖維長(zhǎng)度為13.5~26μm。該孔僅準(zhǔn)許血漿濾過(guò),但能阻擋所有的細(xì)胞成分。
四、艾滋病生物細(xì)胞免疫治療儀的構(gòu)件
1、關(guān)鍵構(gòu)件:(1)血液分離器:用于按體積大小篩除以多核巨細(xì)胞或多細(xì)胞聚合體狀態(tài)存在的HIV感染細(xì)胞,即用于清除血細(xì)胞內(nèi)的HIV;(2)血漿分離器:用于分離單個(gè)血細(xì)胞和血漿;(3)血漿凈化器:用于吸附血漿中的HIV。
2、附加構(gòu)件:包括血泵、肝素泵、動(dòng)靜脈壓和空氣監(jiān)測(cè)、溫度控制系統(tǒng)、除氣系統(tǒng)、電導(dǎo)率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、超濾監(jiān)測(cè)和漏血監(jiān)測(cè)等部分組成。(1)血泵(Blood Pump):用來(lái)推動(dòng)血液循環(huán)以維持血液凈化治療的順利進(jìn)行,通常血泵部分往往具有轉(zhuǎn)速檢測(cè)功能,以監(jiān)測(cè)病人的血流情況,因此血泵轉(zhuǎn)輪與凹槽間距設(shè)定要精確,并需要經(jīng)常調(diào)整,根據(jù)血路泵管的情況,一般將間距設(shè)定為3.2~3.3mm,不可太松,否則會(huì)造成血流檢測(cè)不準(zhǔn);也不可太緊,否則會(huì)造成管路破裂。(2)肝素泵(Heparin Pump):肝素泵相當(dāng)于臨床上應(yīng)用的微量注射泵,用以持續(xù)向篩濾管道(病人血液)中注射肝素,由于病人的血液在體外循環(huán)與空氣接觸,容易發(fā)生凝血現(xiàn)象,使用肝素泵可以防止凝血的發(fā)生。(3)動(dòng)靜脈壓監(jiān)測(cè):動(dòng)脈壓監(jiān)測(cè)主要用以動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)血液分離器微孔的堵塞情況,另外用以監(jiān)測(cè)體外循環(huán)血栓、凝固和壓力的變化。當(dāng)血流不足時(shí),動(dòng)脈壓就會(huì)降低;當(dāng)有凝血、血栓形成,特別是分離器微孔堵塞時(shí),動(dòng)脈壓就會(huì)升高;靜脈壓監(jiān)測(cè)用來(lái)監(jiān)測(cè)管路血液回流的壓力,當(dāng)分離器微孔堵塞、凝血、血栓形成、血流不足以及靜脈血回流針頭脫落時(shí),靜脈壓就會(huì)下降,如果血路回流管扭曲堵塞或回流針頭發(fā)生堵塞時(shí),靜脈壓就會(huì)升高。(4)空氣監(jiān)測(cè)(Air Detector):用來(lái)監(jiān)測(cè)血液流路的空氣氣泡,一般用超聲波探測(cè)的原理,為了避免病人發(fā)生空氣栓塞而設(shè)置。當(dāng)監(jiān)測(cè)到有空氣氣泡時(shí),檢測(cè)系統(tǒng)會(huì)驅(qū)動(dòng)動(dòng)、靜脈血路夾來(lái)阻斷血流,防止危險(xiǎn)的發(fā)生。
總之,在本發(fā)明關(guān)鍵構(gòu)件和附加構(gòu)件的基礎(chǔ)上,引入計(jì)算機(jī)調(diào)控而制成操作的人性化、治療的個(gè)性化、設(shè)計(jì)的安全性,以及模塊化、自動(dòng)監(jiān)測(cè)及調(diào)控、液晶顯示、自行判斷警報(bào)原因及解除信號(hào)等微電腦處理的血液凈化治療儀。
五、艾滋病生物細(xì)胞免疫治療儀的連接通路與使用方法
1、安裝:如圖1,以無(wú)菌操作連接各部件,包括血液分離器、血漿分離器、血漿凈化器及各循環(huán)管路。
2、排氣:以無(wú)菌生理鹽水充液分離器、凈化器及各循環(huán)管路,排除分離器、凈化器及其循環(huán)管路內(nèi)的氣體、氣泡,仔細(xì)檢查,確認(rèn)無(wú)氣體、氣泡后使用。
3、通液:將動(dòng)脈血路管(1)接通艾滋病患者的動(dòng)脈血管,在操作中再次仔細(xì)檢查排氣是否完全,液流是否通暢,并避免管內(nèi)流液污染。
4、抗凝:從肝素泵(2)向液流中注射抗凝劑(肝素),初次為2500∪或20~30∪/kg。
5、啟動(dòng):將動(dòng)脈血路管(1)的一端與動(dòng)脈血管相連通,將靜脈管路(15)接通靜脈血管,然后打開(kāi)血液泵(2),血流量為100~150ml/min,如圖1,當(dāng)動(dòng)脈血液經(jīng)動(dòng)脈血路管(1)、肝素和血液泵(2)進(jìn)入血液分離器(3)時(shí),因HIV感染而形成的大體積多核巨細(xì)胞被阻留在血液分離器(3)內(nèi),單個(gè)血細(xì)胞和血漿依次經(jīng)血液出口(4)、血液泵(6)和循環(huán)管路(7)流入血漿分離器(8),分離的血漿依次經(jīng)血漿泵(9)和血路管(10)流入此時(shí)開(kāi)放的凈化器(11),待充滿血漿、約10分鐘,開(kāi)始放出血漿,經(jīng)出口管路(13)流出,同步向凈化器(12)灌注血漿,在凈化器(11)內(nèi)的血漿將近流完時(shí),再次開(kāi)始灌注血漿,此時(shí)凈化器(12)開(kāi)始放出血漿,兩個(gè)并聯(lián)的凈化器(11)和(12)交替進(jìn)行。如表示圖1中的血液分離器(3)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖2所示,血液分離器(1)的內(nèi)腔(2)的管壁上有很多微孔(3),多核巨細(xì)胞(4)不能濾過(guò)微孔(3)而被阻留在內(nèi)腔(2),從而可被清除,能通過(guò)微孔(3)的中、小體積的單個(gè)血細(xì)胞(5)及血漿進(jìn)入外腔(6),然后經(jīng)出口(7)流出,進(jìn)而經(jīng)圖1所示的血漿分離器(8)分離出血細(xì)胞和血漿。如表示圖1中的血漿分離器(8)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖3所示,血漿分離器(1)的內(nèi)腔(2)的管壁上有很多微孔(3),不能通過(guò)微孔(3)的單個(gè)血細(xì)胞(4)經(jīng)具有可開(kāi)關(guān)閥門的血細(xì)胞出口(8)流出,進(jìn)入圖1所示的血細(xì)胞出口管路(14);能通過(guò)微孔(3)的血漿及其化學(xué)成分(5)進(jìn)入血漿分離器外腔(6),然后經(jīng)血漿流出口(7)、圖1所示的血漿泵(9)和血路管(10)進(jìn)入凈化器。如表示圖1中凈化器(11)和(12)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖4所示,當(dāng)含有HIV(3)的血漿進(jìn)入凈化器(1)時(shí),其中的HIV(3)被凈化器中的巨噬細(xì)胞(2)吞噬后形成不再下移的巨噬細(xì)胞吞噬體(4),被清除HIV后的凈化血漿經(jīng)圖1所示的出口管路(13)與血漿分離器(8)分離的單個(gè)細(xì)胞在出口管路(14)處匯合后經(jīng)靜脈管路(15)匯流。如此清除HIV,凈化血液,直至事先設(shè)定的血漿循環(huán)量(通常為9L),治療才宣告結(jié)束,整個(gè)治療過(guò)程均由電腦控制,并可隨時(shí)檢測(cè)工作狀態(tài),使用方便、自動(dòng)化和安全。
六、艾滋病生物細(xì)胞免疫治療儀功效的驗(yàn)證
1、血液分離器濾除HIV感染細(xì)胞功效的驗(yàn)證
表1 AIDS患者外周血大、中、小白細(xì)胞中HIV-p24檢測(cè)結(jié)果(p24:pg/ml)
本發(fā)明人按照本發(fā)明的基本方法,做了如下的簡(jiǎn)易驗(yàn)證實(shí)驗(yàn):取疾控中心和傳染病實(shí)驗(yàn)室生物樣本庫(kù)保存的已確診的艾滋病(AIDS)患者的抗凝全血若干份,分別取數(shù)份相同ABO血型的抗凝全血混合成為5例,使血液量足夠大,然后委托中心血站按成份輸血的血液成份分離方法,經(jīng)血液成份分離系統(tǒng)分離出白細(xì)胞、紅細(xì)胞、血漿,取白細(xì)胞成份按常規(guī)離心沉淀,吸棄上清液,以適量的生理鹽水懸浮白細(xì)胞沉淀,然后加入合適比例的gp120抗體(上海廣銳生物科技有限公司),混勻后置37℃反應(yīng)5分鐘,然后以孔徑為20~30um的血液成份分離系統(tǒng)分離出大體積的白細(xì)胞(稱為大白細(xì)胞),對(duì)濾過(guò)的白細(xì)胞濾液再進(jìn)一步以孔徑為15~25um的血液成份分離系統(tǒng)分離出中等體積的白細(xì)胞(稱為中白細(xì)胞),濾液中的白細(xì)胞為小體積的白細(xì)胞(稱為小白細(xì)胞),分別收集大、中、小白細(xì)胞分離懸液,常規(guī)離心沉淀,吸棄上清液,以定量移液器分別吸取等量的大、中、小白細(xì)胞沉淀,常規(guī)方法(機(jī)械或細(xì)胞裂解液)裂解細(xì)胞(如用同種裂解液,需加量相等),離心沉淀后取上清液,然后根據(jù)HIV-1p24抗原檢測(cè)試劑盒(酶聯(lián)免疫法,上海啟發(fā)生物科技有限公司)操作,以已知濃度0pg/ml、0.5pg/ml、1pg/ml、2.5pg/ml、5pg/ml、20pg/ml、40pg/ml、80pg/ml的p24抗原作為對(duì)照,最低檢測(cè)限低于5pg/ml,測(cè)定范圍0~400pg/ml,線性范圍0.5pg/ml~80pg/ml,15min內(nèi)450nm測(cè)定吸光度(OD),空白對(duì)照校準(zhǔn)品吸光度值不高于0.050,0pg吸光度值不高于0.100,1000pg/ml吸光度不低于1.000,當(dāng)吸光度>0.12時(shí)被認(rèn)為是陽(yáng)性,檢測(cè)結(jié)果(表1)說(shuō)明,AIDS患者不同體積大小的白細(xì)胞中的HIV-p24含量不同,在大、中、小白細(xì)胞中HIV-p24的平均含量分別為275.0pg/ml、196.0pg/ml、126.4pg/ml,其中大、小白細(xì)胞中HIV-p24平均含量相差148.6pg/ml,減少了54.4%;在大、中、小白細(xì)胞中HIV-P24的總含量分別為1375.0pg/ml、979.9pg/ml、632.1pg/ml,其中大、小白細(xì)胞中HIV-p24總含量相差742.9pg/ml,減少了54.3%,經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn),t=2.43,p<0.05。說(shuō)明AIDS患者體內(nèi)的大體積白細(xì)胞或經(jīng)gp120抗體作用后而形成的大體積白細(xì)胞中含有較高含量的HIV,能通過(guò)實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)方案被分離清除。
2、凈化器清除HIV功效的驗(yàn)證
為了驗(yàn)證巨噬細(xì)胞株清除HIV的功效,本發(fā)明設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)易的測(cè)試方法:取滅菌的2.5×300mm魏氏血沉管5支,分別吸取經(jīng)離心(1000r/min,5min)沉淀的巨噬細(xì)胞株至200mm刻度,接著吸取經(jīng)100℃溶化后保溫在39~41℃?zhèn)溆玫?.9%瓊脂糖C1-4B,達(dá)到約10mm長(zhǎng)刻度,置血沉管冷卻后,瓊脂糖成為半固體,能阻止血沉管內(nèi)細(xì)胞流出但不會(huì)阻止小分子的水和化學(xué)成份之類的物質(zhì)通過(guò)。另取疾控中心及傳染病實(shí)驗(yàn)室樣本庫(kù)保存的艾滋病(AIDS)患者的5例血漿,各約10mL,各取9mLAIDS濾前血漿分批次注入血沉管(簡(jiǎn)易凈化裝置)上端空管,待流經(jīng)血沉管下層的巨噬細(xì)胞株層并從血沉管內(nèi)流出后,收集流出液,稱為AIDS濾后血漿。取AIDS濾前血漿和濾后血漿,以人巨噬細(xì)胞移動(dòng)抑制因子(MIF)ELISA檢測(cè)試劑盒(上海百蕊生物科技有限公司)配對(duì)檢測(cè),按說(shuō)明書操作,檢測(cè)范圍為0~800pg/ml,敏感度為1.0pg/ml,可在白色背景下,直接用肉眼觀察:反應(yīng)孔內(nèi)顏色越深,陽(yáng)性越強(qiáng),陰性反應(yīng)為無(wú)色或極淺,依據(jù)所呈顏色的深淺,以“+”、“-”號(hào)表示。也可測(cè)OD值:在ELISA檢測(cè)儀上,于450nm(若以ABTS顯色,則410nm)處,以空白對(duì)照孔調(diào)零后測(cè)各孔OD值,若大于規(guī)定的陰性對(duì)照OD值的2.1倍,即為陽(yáng)性。結(jié)果如表1,濾前血漿中MIF檢測(cè)結(jié)果均為陰性(或因含量低于檢測(cè)靈敏度、血漿長(zhǎng)期保存致降解等),而濾后血漿中檢測(cè)結(jié)果均為陽(yáng)性。說(shuō)明巨噬細(xì)胞株在此過(guò)程產(chǎn)生了MIF細(xì)胞因子。MIF是集細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子、激素和酶特性于一身的多效能蛋白分子,作為固有免疫和炎癥反應(yīng)的調(diào)節(jié)因子發(fā)揮中樞性的作用,在各種感染和急慢性炎癥性疾病中發(fā)揮多種免疫功能。在作AIDS血漿濾過(guò)簡(jiǎn)易凈化器前后MIF配對(duì)檢測(cè)的同時(shí),本發(fā)明還做了HIV-1p24的配對(duì)檢測(cè),根據(jù)HIV-1p24抗原檢測(cè)試劑盒(酶聯(lián)免疫法,上海啟發(fā)生物科技有限公司)操作,以已知濃度0pg/ml、0.5pg/ml、1pg/ml、2.5pg/ml、5pg/ml、20pg/ml、40pg/ml、80pg/ml的p24抗原作為對(duì)照,最低檢測(cè)限低于5pg/ml,測(cè)定范圍0~400pg/ml,線性范圍0.5pg/ml~80pg/ml,15min內(nèi)450nm測(cè)定吸光度(OD),空白對(duì)照校準(zhǔn)品吸光度值不高于0.050,0pg吸光度值不高于0.100,1000pg/ml吸光度不低于1.000,當(dāng)吸光度>0.12時(shí)被認(rèn)為是陽(yáng)性,結(jié)果(表2)說(shuō)明AIDS血漿濾過(guò)簡(jiǎn)易凈化裝置后,部分HIV已被巨噬細(xì)胞株吞噬吸附,濾過(guò)后的血漿HIV明顯減少,經(jīng)第1次濾過(guò)后,HIV清除率為20.55%,經(jīng)第2次濾過(guò)后,HIV清除率為42.83%,p<0.01,具有明顯的效果,說(shuō)明隨著濾過(guò)次數(shù)的增加HIV會(huì)被不斷地清除,從而達(dá)到治療AIDS目的。
表1 AIDS血漿濾過(guò)含巨噬細(xì)胞的簡(jiǎn)易凈化裝置前后MIF檢測(cè)結(jié)果(定量:pg/ml)
表2 AIDS血漿濾過(guò)含巨噬細(xì)胞的簡(jiǎn)易凈化裝置前后p24檢測(cè)結(jié)果(p24:pg/ml)
總之,上述簡(jiǎn)易驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)表明,已被HIV感染的外周血白細(xì)胞易融合成大體積的多核巨細(xì)胞或多細(xì)胞聚合體,能被血液分離器分離清除;而血漿中游離的HIV,能被血漿凈化劑(巨噬細(xì)胞株)清除,表明以分離器和凈化器(劑)為關(guān)鍵部件構(gòu)成的艾滋病生物細(xì)胞免疫治療儀具有顯著的清除血細(xì)胞內(nèi)、外HIV病毒的治療功效。