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树突细胞极化分型有哪些?应该如何研究
探索生命空间,助力基础研究

PREFACE 00

前言

树突细胞研究里有一个很容易混乱的问题:到底什么叫“极化”?

很多人接触巨噬细胞以后,会习惯性地把树突细胞也理解成几种固定状态,然后开始找类似“M1、M2”的分型。

但树突细胞没有这样简单。

文献里同时会出现cDC1、cDC2、pDC、DC3、moDC、DC1、DC2、成熟DC、未成熟DC、耐受性DC等一大串名称。有些指的是细胞来源,有些指的是稳定亚群,有些描述成熟状态,还有一些才真正接近“功能极化”。

如果这些概念没有先分开,实验很容易从第一步就做偏。

例如检测到CD11c、CD80和CD86升高,就说树突细胞向“DC1型极化”;看到CD206增加,又套用巨噬细胞逻辑解释成“DC2型”;或者用GM-CSF诱导一批骨髓来源细胞,就默认培养皿里的CD11c阳性细胞全部等同于体内经典树突细胞。

这些都过于简单。

树突细胞真正有意思的地方,在于它们不是单纯“促炎还是抗炎”。

它们更像免疫反应的方向控制器。

同样捕获到一个抗原,有的DC能够强烈启动CD8+T细胞和Th1反应,有的更容易推动Th2,有的促进Th17,还有一部分DC可以让T细胞进入耐受状态、诱导调节性T细胞。更进一步,同一种DC亚群在不同组织和刺激环境下,也可以呈现完全不同的功能状态。

所以树突细胞研究最好同时回答三个层次的问题:

你研究的是哪一种DC?

它现在处于什么成熟和激活状态?

它最终把T细胞推向了什么方向?

把这三层分开以后,“树突细胞极化”就不再只是检测几项表面标志物,而会逐渐变成一条完整的“刺激—DC状态—抗原呈递—T细胞命运—疾病功能”机制链。

导读

一、树突细胞研究首先要区分“亚群”和“极化状态”

二、cDC1和cDC2是细胞亚群,不是简单的DC1/DC2极化

三、传统所说的DC1极化主要指向Th1和细胞毒性免疫

四、DC2型功能更接近Th2偏向,但不能只靠一个Marker定义

五、促进Th17反应的DC可以作为另一种功能性极化状态研究

六、耐受性树突细胞是自身免疫、移植和慢性炎症中非常重要的一类功能状态

七、成熟DC和炎症型DC不能直接等同于某一种极化

八、DC3、moDC和pDC也不能随意塞进DC1/DC2框架

九、做DC极化研究,第一步应该先决定使用哪一种DC来源

十、GM-CSF诱导的BMDC并不是一群完全纯净的经典DC

十一、Flt3L诱导体系更适合研究经典DC亚群,但研究目的完全不同

十二、研究DC极化不能只看CD80、CD86和MHCⅡ

十三、真正判断DC1样功能,IL-12p70和T细胞结果比表面Marker更重要

十四、研究DC2样功能,最终需要看到Th2反应是否真的被推动

十五、Th17方向应该同时观察DC端和T细胞端

十六、耐受性DC必须证明它真的能够抑制T细胞反应

十七、抗原摄取能力下降并不一定说明DC功能变差

十八、成熟、迁移和抗原呈递应该分开评价

十九、树突细胞与T细胞共培养是极化研究中最不能省的一层

二十、树突细胞极化研究最常见的实验设计误区

二十一、一套更完整的“刺激—DC极化—T细胞命运—疾病功能”研究路线怎么设计

二十二、博恩生物可以为树突细胞极化研究提供哪些实验支持

SECTION 01

01

树突细胞研究首先要区分“亚群”和“极化状态”

1、cDC1、cDC2和pDC首先是不同的细胞类型

现在比较常用的树突细胞分类,首先会区分经典树突细胞1型(cDC1)、经典树突细胞2型(cDC2)以及浆细胞样树突细胞(pDC)等群体。

它们的发育来源、转录调控、组织分布和免疫功能本身就不同。

例如cDC1更擅长交叉呈递外源抗原,通过MHCⅠ启动CD8+T细胞,在抗病毒和抗肿瘤免疫中尤其重要。

cDC2则更加擅长调节CD4+T细胞反应,可以参与Th2、Th17以及其他辅助性T细胞程序。

pDC最经典的特征则是受到核酸刺激以后大量产生Ⅰ型干扰素。

这是“细胞是谁”的问题。

2、极化描述的是同一类DC进入了什么功能状态

同一类DC受到不同刺激以后,可以分泌不同细胞因子、表达不同共刺激分子,并进一步诱导不同的T细胞命运。

例如一个DC在特定刺激下大量产生IL-12,更容易推动Th1和CTL反应。

另一种条件下,它可能提高OX40L以及与Th2相关的趋化和刺激信号,随后促进IL-4、IL-5、IL-13型T细胞反应。

还有一些DC会形成高IL-10、IDO1、PD-L1等耐受性特征,抑制效应T细胞并促进Treg。

这才更接近“功能极化”。

3、研究中最好避免把两个层级混在一起

“cDC1增加”和“DC发生1型极化”并不是一回事。

前者可能是cDC1细胞数量或者比例发生变化。

后者说的是某一群DC的功能向促进1型免疫的方向改变。

同样,cDC2也不能简单等同于“DC2型极化”。

这个命名问题看起来只是文字差异,实际上会直接改变实验设计。

SECTION 02

02

cDC1和cDC2是细胞亚群,不是简单的DC1/DC2极化

1、cDC1有比较明确的谱系特征

小鼠cDC1通常具有XCR1、CLEC9A等特征,并与BATF3、IRF8等发育程序密切相关。

人cDC1也常利用CLEC9A、XCR1、CD141等进行识别。

它们最突出的一项能力,是把外源性抗原送入MHCⅠ呈递体系。

这就是交叉呈递。

所以肿瘤抗原、病毒抗原以及CD8+T细胞启动研究,经常会把cDC1放在非常核心的位置。

2、cDC2则更加异质

人cDC2常以CD1c为重要特征之一,小鼠中常结合CD11b、SIRPα等进行识别。

但cDC2本身并不是一个完全均一的群体。

在不同组织和炎症状态下,它内部还可以进一步出现不同功能状态。

因此看到CD11b+DC增加以后,直接写成“促进Th2”,同样过于简单。

最终仍然要回到真正的T细胞功能。

3、亚群变化和极化变化可以同时存在

例如某种肿瘤治疗以后:

肿瘤内cDC1比例增加。

同时这些cDC1的IL-12和共刺激能力增强。

最终CD8+T细胞增殖和IFN-γ增加。

这套结果同时包含了“亚群数量变化”和“细胞功能状态改变”。

把两层都做出来,远比只看CD11c+XCR1+细胞比例更加完整。

SECTION 03

03

传统所说的DC1极化主要指向Th1和细胞毒性免疫

1、DC1样功能的核心不是某个表面Marker,而是IL-12轴

促进1型免疫反应的DC,一个非常重要的功能是产生IL-12。

IL-12能够促进T细胞产生IFN-γ,并推动Th1相关免疫程序。

在抗肿瘤免疫中,它还能够支持NK细胞和CD8+T细胞功能。

因此研究所谓“DC1极化”,最好不要只看到CD80、CD86增加就下结论。

2、CXCL9和CXCL10也很值得关注

1型炎症环境下,DC可以增加与CXCR3相关的趋化因子,例如CXCL9、CXCL10。

这类信号能够帮助效应T细胞向炎症组织或者肿瘤区域募集。

于是DC的作用不只是“激活T细胞”。

还可能决定T细胞能不能真正进入疾病组织。

3、最终一定要看到T细胞端的Th1或者CTL功能

如果DC处理以后IL-12升高,但和CD4+T细胞共培养后IFN-γ并没有增加,也没有看到T-bet相关变化,就不能仅凭DC端几个指标认定形成了完整1型极化。

更完整的证据应该包括DC端的IL-12、共刺激和趋化信号,再连接T细胞端IFN-γ、T-bet、增殖以及需要时的细胞毒性。

DC之所以重要,本来就是因为它能够决定后面的T细胞反应。

SECTION 04

04

DC2型功能更接近Th2偏向,但不能只靠一个Marker定义

1、Th2相关DC经常涉及OX40L等信号

在过敏、哮喘、特应性皮炎和寄生虫免疫中,DC可以获得促进Th2反应的能力。

其中OX40L就是比较经典的一类分子。

DC与初始CD4+T细胞接触以后,可以帮助其向IL-4、IL-5和IL-13为特征的Th2方向发展。

2、CCL17和CCL22等趋化因子也可能参与

这类趋化信号能够影响Th2相关免疫细胞的募集和组织定位。

所以过敏性疾病里研究DC,不能只看DC有没有成熟。

还要看它成熟以后把免疫反应推向了哪个方向。

3、最终判断仍然要回到Th2细胞

比较完整的研究可以观察T细胞GATA3、IL-4、IL-5、IL-13等变化。

如果DC端变化很明显,而T细胞端没有形成相应Th2反应,就需要重新判断所谓“DC2极化”是否真正成立。

这里最容易犯的错误,就是把“cDC2细胞增加”和“Th2型DC功能增强”写成同一个结论。

SECTION 05

05

促进Th17反应的DC可以作为另一种功能性极化状态研究

1、很多自身免疫和慢性炎症并不是简单的Th1/Th2二选一

银屑病、自身免疫性疾病、黏膜炎症以及部分肿瘤微环境中,Th17反应非常重要。

这时候仍然只研究“DC1还是DC2”,信息就不够了。

2、DC端可以关注IL-6、IL-1β和IL-23等信号

这些因子能够参与Th17细胞形成和维持。

尤其IL-23在成熟Th17反应稳定和扩增中具有重要作用。

如果疾病本身具有明显IL-23/IL-17轴,树突细胞就很适合作为上游入口。

3、真正需要证明的是DC能够推动Th17命运

可以将不同处理后的DC与初始CD4+T细胞共培养,再观察RORγt、IL-17A以及其他Th17相关功能。

如果阻断DC产生的IL-23以后,T细胞IL-17反应明显下降,这条机制就开始形成因果关系。

比单独测组织里IL-17升高更容易说明“DC究竟做了什么”。

SECTION 06

06

耐受性树突细胞是自身免疫、移植和慢性炎症中非常重要的一类功能状态

1、树突细胞并不总是负责把免疫反应做强

稳态状态下,DC同样承担维持免疫耐受的任务。

如果摄取到自身抗原,却没有获得足够危险信号,DC可以向T细胞提供较弱的共刺激,甚至诱导T细胞无反应、删除或者促进Treg形成。

这也是机体避免自身免疫的重要基础。

2、耐受性DC不是简单的“未成熟DC”

这两者很容易被混淆。

未成熟DC往往抗原摄取能力较强,共刺激分子相对低。

但真正的耐受性DC还需要表现出主动免疫调节能力,例如增加IL-10、TGF-β、IDO1、PD-L1、ILT3/ILT4等耐受相关信号,并能够抑制效应T细胞或者促进Treg。

所以“CD80/CD86低”远远不够。

3、最终必须做功能性抑制实验

如果一个处理声称能够诱导tolDC,可以进一步与T细胞共培养,观察T细胞增殖是否下降,IFN-γ、IL-17等效应因子是否受到抑制,以及Foxp3+Treg是否增加。

还可以通过阻断IL-10、PD-L1或者IDO1等候选机制,观察耐受效应能不能被逆转。

这类挽救比单纯测一组耐受Marker更加有说服力。

SECTION 07

07

成熟DC和炎症型DC不能直接等同于某一种极化

1、成熟首先代表抗原呈递能力发生了改变

DC受到Toll样受体配体、炎症因子或者病原相关信号刺激以后,常见CD80、CD86、CD40、MHCⅡ以及CCR7等发生变化。

它们开始从“善于摄取抗原”的状态,逐渐转向“善于呈递抗原和激活T细胞”。

这是成熟过程。

2、成熟以后仍然可以向不同功能方向发展

一个成熟DC可以大量产生IL-12,促进Th1。

另一个成熟DC也可以表达OX40L,促进Th2。

还有一些成熟DC在特殊环境下形成IL-23优势,更容易推动Th17。

所以“成熟”和“极化方向”实际上是两个维度。

3、实验里最好把两层指标分开

一层看成熟:CD80、CD86、CD40、MHCⅡ、CCR7等。

另一层看功能方向:IL-12、IL-23、IL-10、OX40L、趋化因子以及最终T细胞反应。

如果只做第一层,最多能够说明DC被激活或者成熟。

还不能确定它把免疫反应推向了哪里。

SECTION 08

08

DC3、moDC和pDC也不能随意塞进DC1/DC2框架

1、DC3更接近一个特定髓系DC群体,而不是“第三种极化”

近年来在人外周血和炎症组织里,DC3受到越来越多关注。

它具有部分cDC2样特征,同时又具有比较明显的单核/髓系相关特征。

这类命名指向的是细胞群体和发育/转录特征。

不是“DC1、DC2以后又多了一个DC3极化”。

2、单核细胞来源DC更多是一种炎症环境下形成的细胞

人外周血CD14+单核细胞使用GM-CSF和IL-4等条件可以诱导形成常用的moDC。

它非常适合体外抗原呈递、DC疫苗、T细胞共培养以及功能机制研究。

但moDC不能直接等同于人体组织里的cDC1或者cDC2。

文章里应该明确写清楚细胞来源。

3、pDC有自己的核心功能逻辑

pDC最典型的是核酸感知和Ⅰ型干扰素产生。

如果研究病毒感染、系统性红斑狼疮等疾病,pDC可能比传统cDC更加关键。

这时继续用“DC1/DC2极化”解释pDC,反而会限制科学问题。

先分清细胞类型,再谈功能状态,通常更稳妥。

SECTION 09

09

做DC极化研究,第一步应该先决定使用哪一种DC来源

1、体外研究最常见的是小鼠BMDC

从小鼠骨髓分离细胞,再加入特定细胞因子进行诱导。

这套体系操作成熟、细胞数量较多,很适合基础机制和药物干预实验。

但“BMDC”三个字本身还不够。

需要进一步说明使用的是GM-CSF体系还是Flt3L体系。

2、人源研究常用单核细胞来源DC

从外周血PBMC中分离CD14+单核细胞,再诱导形成moDC。

后续可以进行成熟、抗原呈递、T细胞刺激以及候选药干预。

它对人源转化研究很有价值。

但不能因为表型看起来像DC,就把moDC直接解释成体内cDC2。

3、如果问题聚焦真实DC亚群,可以直接分选

例如肿瘤研究希望直接研究cDC1。

这时从脾脏、淋巴结、肿瘤或者其他组织中分选XCR1+、CLEC9A+等目标DC,比用GM-CSF BMDC替代更合适。

实验复杂度会增加。

但得到的结论也更接近目标细胞本身。

SECTION 10

10

GM-CSF诱导的BMDC并不是一群完全纯净的经典DC

1、这是BMDC实验非常重要的一个认识

传统GM-CSF培养骨髓细胞后,可以获得大量CD11c+、MHCⅡ+细胞。

因此很多文章直接把它们叫BMDC。

但这个体系实际上具有明显异质性。

其中会包含具有DC特征的细胞,也可能存在比较明显的巨噬细胞样群体。

2、只用CD11c并不能证明培养物是一群纯DC

巨噬细胞等髓系细胞也可以表达CD11c。

所以需要结合MHCⅡ、CD64、F4/80以及其他适合指标,了解自己培养体系到底包含哪些细胞。

如果研究结论高度依赖“DC特异功能”,这一点尤其重要。

3、GM-CSF BMDC仍然非常有价值

它的问题不是“不能用”。

而是使用时应该知道自己研究的是一个体外炎症性髓系DC样体系。

研究LPS成熟、药物调控、T细胞激活等功能非常方便。

真正需要避免的是把这个体系得到的所有结果直接写成体内cDC1或者cDC2机制。

SECTION 11

11

Flt3L诱导体系更适合研究经典DC亚群,但研究目的完全不同

1、Flt3L可以诱导出更接近经典DC谱系的群体

与GM-CSF体系相比,Flt3L诱导的骨髓培养体系可以产生更接近cDC1、cDC2以及pDC特征的细胞。

如果课题真正研究不同DC谱系的功能差异,这种体系会更合适。

2、代价是培养和分析会更复杂

需要进一步通过多参数流式区分不同细胞群。

不能再把整个培养物当成同一种“BMDC”。

所以它更适合做谱系问题。

而不是所有常规DC药物实验都必须升级成Flt3L。

3、模型应该跟着问题走

研究“某化合物是否抑制DC成熟”,GM-CSF BMDC已经可能足够。

研究“为什么cDC1能够促进CD8+T细胞,而cDC2不能”,就应该选择真正能够区分亚群的体系。

技术复杂度本身不是目标。

细胞模型必须和准备下的结论匹配。

SECTION 12

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研究DC极化不能只看CD80、CD86和MHCⅡ

1、这三个指标更接近成熟和抗原呈递状态

CD80和CD86提供共刺激。

MHCⅡ负责CD4+T细胞抗原呈递。

它们升高说明DC具有更强刺激T细胞的潜力。

但没有告诉我们T细胞最后会成为Th1、Th2还是Th17。

2、同样CD86很高的DC,功能方向可能完全不同

决定T细胞命运的还有DC分泌的细胞因子、表面共刺激组合、趋化信号以及抗原呈递强度。

所以研究“极化”至少应该多增加一层功能分子。

3、比较合理的思路是“身份—成熟—极化—功能”四层分开

先确认是DC。

再判断成熟。

随后检测功能极化相关信号。

最终做T细胞功能验证。

这四层如果全部混成一组Marker,很容易出现结论跳跃。

SECTION 13

13

真正判断DC1样功能,IL-12p70和T细胞结果比表面Marker更重要

1、IL-12检测首先要注意检测的到底是什么

IL-12由p35和p40亚基组成。

真正具有经典IL-12功能的是IL-12p70异二聚体。

如果实验只检测IL-12p40,不能直接等同于IL-12p70增加。

因为p40还参与其他细胞因子体系。

2、最好直接检测IL-12p70

可以通过ELISA、流式细胞内染色或者其他适合方式。

如果当前机制就是“促进DC1样极化”,这往往是非常有价值的指标。

3、再把IL-12与T细胞IFN-γ连接

处理后的DC与T细胞共培养。

如果T细胞IFN-γ、T-bet和增殖明显增加,同时阻断IL-12以后这个效应被削弱,就可以逐渐建立:

刺激→DC IL-12→Th1/CTL反应。

这比单纯做CD80/CD86要深入得多。

SECTION 14

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研究DC2样功能,最终需要看到Th2反应是否真的被推动

1、DC端可以先找能够支持Th2的信号

OX40L、CCL17、CCL22以及与当前疾病模型相符的细胞因子,可以作为候选指标。

但不同组织、不同刺激条件下并不存在一套完全固定的“DC2 Marker”。

所以不建议像巨噬细胞一样机械找两三个指标直接分型。

2、T细胞端应该看到GATA3和2型细胞因子

与初始CD4+T细胞共培养以后,可以检测IL-4、IL-5、IL-13以及GATA3等。

如果这些结果和DC端变化一致,Th2偏向才更加可信。

3、过敏疾病尤其适合做这条路线

例如特应性皮炎、哮喘和过敏性鼻炎。

上皮细胞释放TSLP、IL-33或者IL-25以后,可以改变局部DC状态。

DC进一步影响Th2细胞。

最终形成IgE、嗜酸性粒细胞和组织炎症。

这里的DC正好位于上皮损伤和适应性免疫之间。

比单独研究一个Th2细胞更容易形成跨细胞机制。

SECTION 15

15

Th17方向应该同时观察DC端和T细胞端

1、DC端要有支持Th17的细胞因子环境

IL-1β、IL-6、IL-23等可以根据疾病和实验体系选择。

尤其IL-23往往更适合观察成熟Th17反应的维持。

2、T细胞端看RORγt和IL-17A

如果DC处理以后,T细胞明显增加RORγt、IL-17A,并且这种变化能够被阻断DC的关键细胞因子所逆转,才能说明DC真正参与Th17方向控制。

3、还可以继续向组织功能推进

例如银屑病研究继续看角质形成细胞增殖和表皮增厚,自身免疫研究看炎症和组织损伤,肠炎研究则看屏障和黏膜病理。

这样就可以形成:

疾病刺激→DC状态→Th17→组织病理。

比“DC IL-23升高”更加完整。

SECTION 16

16

耐受性DC必须证明它真的能够抑制T细胞反应

1、最基本的是混合淋巴细胞反应或者抗原特异性T细胞实验

将不同处理后的DC与T细胞共培养。

观察T细胞增殖。

如果耐受性DC显著降低T细胞扩增,这是一层功能证据。

2、进一步看Treg诱导

Foxp3+Treg比例。

IL-10产生。

必要时观察Treg抑制功能。

如果DC能够把原本的效应性T细胞反应逐渐推向调节性状态,才真正具有tolDC意义。

3、做机制时可以再阻断耐受信号

例如阻断PD-L1、IDO1或者IL-10轴以后,T细胞增殖重新恢复。

这类实验能够证明耐受不是因为DC整体已经坏掉或者死亡。

而是存在主动的免疫调节程序。

SECTION 17

17

抗原摄取能力下降并不一定说明DC功能变差

1、未成熟DC本来就更加擅长摄取抗原

它们需要不断从周围环境里采样。

吞噬、胞饮和受体介导摄取能力较强。

2、DC成熟以后会把重点从“收集抗原”转向“呈递抗原”

这时抗原摄取可能下降。

与此同时,MHC、共刺激分子和迁移能力增加。

所以看到成熟DC吞噬荧光抗原减少,并不能直接写成“DC功能被抑制”。

3、需要先确定研究的是哪一个阶段

想研究抗原捕获,就重点看摄取。

想研究成熟以后启动T细胞,则看呈递和共刺激。

想研究DC疫苗,则还要看抗原加载、迁移和T细胞激活。

树突细胞功能不是一个单一指标可以概括的。

SECTION 18

18

成熟、迁移和抗原呈递应该分开评价

1、成熟解决的是DC是否获得刺激T细胞的能力

可以结合CD80、CD86、CD40、MHCⅡ等。

2、迁移决定DC能不能真正到达T细胞所在的位置

组织中的DC摄取抗原以后,需要向引流淋巴结迁移。

CCR7在这个过程中非常关键。

因此研究组织DC免疫时,可以进一步观察CCL19/CCL21-CCR7相关迁移。

3、抗原呈递才是DC最终最核心的功能

一个DC表面Marker很好看,却不能有效激活抗原特异性T细胞,生物学意义仍然有限。

对于cDC1还可以进一步研究交叉呈递。

例如使用特定模型抗原和抗原特异性CD8+T细胞体系,观察T细胞增殖和杀伤。

这比单纯检测MHCⅠ表达更接近真实功能。

SECTION 19

19

树突细胞与T细胞共培养是极化研究中最不能省的一层

1、DC所有功能最后几乎都会指向T细胞

抗原摄取。

加工。

成熟。

共刺激。

细胞因子。

迁移。

这些步骤最后都是为了改变T细胞应答。

所以研究DC极化而完全不碰T细胞,很容易停留在表型描述。

2、不同问题需要选择不同的T细胞体系

研究Th1、Th2、Th17和Treg,可以使用初始CD4+T细胞。

研究cDC1交叉呈递,则更适合CD8+T细胞以及抗原特异性体系。

研究免疫抑制,可以做T细胞增殖和抑制实验。

不能所有DC研究都统一用一个“PBMC共培养”。

3、共培养比例和抗原剂量必须做预实验

DC:T细胞比例太高,几乎所有组都可以把T细胞刺激到很强。

比例太低,又可能整体没有反应。

抗原剂量过高同样容易把不同DC之间的差异冲掉。

所以共培养条件本身就是实验窗口的一部分。

SECTION 20

20

树突细胞极化研究最常见的实验设计误区

1、把cDC1/cDC2理解成DC1/DC2功能极化

一个是谱系,一个是功能方向,不能混用。

2、套用巨噬细胞M1/M2思路研究DC

树突细胞功能状态远比简单二分复杂。

3、CD11c阳性就定义成树突细胞

部分巨噬细胞和其他髓系细胞同样可以表达CD11c。

4、GM-CSF BMDC被直接写成体内cDC

培养体系具有明显异质性。

5、moDC直接等同于cDC2

二者来源和生物学并不相同。

6、CD80/CD86升高就定义DC1极化

这首先说明成熟和共刺激增强。

7、CD80/CD86下降就写成耐受性DC

还需要证明主动免疫抑制功能。

8、只测IL-12p40就写成IL-12功能增强

最好区分IL-12p70。

9、只检测DC端,不做T细胞功能

无法证明所谓极化真正改变了适应性免疫方向。

10、研究Th2型DC只做IL-4

IL-4的主要来源未必就是DC本身。

更应该看DC诱导T细胞Th2的能力。

11、研究Th17只测组织IL-17A

无法说明DC是不是上游来源。

12、tolDC只看IL-10升高

需要结合共刺激、T细胞增殖和Treg等功能。

13、抗原摄取下降就写成DC功能受损

成熟DC本来可能降低摄取。

14、成熟和极化混成一个概念

成熟DC仍然可以具有不同功能方向。

15、只做LPS刺激就认为建立了统一“炎症DC模型”

LPS主要是一种强烈先天免疫刺激,不等于所有疾病中的DC状态。

16、培养体系里存在巨噬细胞,却没有进行任何排除

后续细胞因子结果可能被其他髓系细胞贡献。

17、药物让DC数量下降,同时炎症因子下降,就解释成抑制极化

可能只是细胞活力或者存活发生变化。

18、T细胞共培养没有控制DC:T比例

很容易把真实组间差异淹没。

19、所有DC机制都围绕NF-κB、MAPK和STAT做一遍

应该从最终T细胞功能反推真正值得研究的上游。

20、只做体外BMDC,最终直接外推整个疾病组织

重要机制最好回到组织内真实DC亚群验证。

SECTION 21

21

一套更完整的“刺激—DC极化—T细胞命运—疾病功能”研究路线怎么设计

1、第一步先定义疾病里真正值得研究的是哪一种免疫方向

肿瘤可能更关注cDC1—CD8+T细胞。

过敏疾病更关注DC—Th2。

自身免疫和银屑病可以重点考虑DC—Th17。

移植和自身免疫耐受则可能进入tolDC—Treg。

先确定最终T细胞功能,再往前找DC。

这比先测一堆DC Marker再找故事更加高效。

2、第二步选择正确的DC来源

常规机制筛选可以使用合适BMDC或人源moDC。

如果结论准备落到cDC1、cDC2、pDC等明确亚群,就进一步使用Flt3L体系、组织分选或者其他更加贴近目标细胞的方案。

实验材料决定后面的结论边界。

3、第三步先把基础身份做清楚

通过流式或其他方法确认CD11c、MHCⅡ以及与目标亚群匹配的标志。

对于GM-CSF BMDC,还要关注CD64、F4/80等巨噬细胞相关特征。

不要等到后面所有机制做完,才发现培养物本身高度混杂。

4、第四步建立疾病相关刺激,而不是只靠一个万能LPS

如果研究肿瘤,可以使用肿瘤条件培养环境、肿瘤抗原或者真正相关因子。

过敏疾病可以从上皮来源信号入手。

自身免疫则围绕疾病相关炎症和抗原环境。

LPS可以作为阳性刺激,但不应该替代所有疾病背景。

5、第五步确认成熟状态

观察CD80、CD86、CD40、MHCⅠ/Ⅱ以及必要的CCR7。

这一层解决DC有没有从抗原捕获状态进入更强呈递状态。

暂时不要急着给它贴上“DC1”或者“DC2”标签。

6、第六步检测真正的功能极化信号

如果研究1型反应,重点看IL-12p70、CXCL9、CXCL10等。

研究Th2方向,根据模型观察OX40L、CCL17、CCL22等。

研究Th17方向重点关注IL-23、IL-6、IL-1β。

耐受方向则进入IL-10、IDO1、PD-L1、ILT3/ILT4等与当前体系真正相关的指标。

这里不需要全部做。

根据研究问题选择一条主轴。

7、第七步把抗原呈递能力真正做出来

根据科学问题选择抗原摄取、MHC呈递、交叉呈递或者抗原特异性T细胞体系。

如果研究cDC1,交叉呈递尤其值得重视。

如果研究CD4+T细胞方向,则重点关注MHCⅡ相关呈递和后续辅助性T细胞命运。

8、第八步进行DC—T细胞共培养

用处理后的DC刺激初始T细胞。

观察T细胞增殖和功能分化。

Th1看T-bet、IFN-γ,Th2看GATA3、IL-4、IL-5、IL-13,Th17看RORγt、IL-17A,Treg看Foxp3、IL-10以及必要的抑制功能。

这一步才真正告诉我们DC把免疫反应推向了哪里。

9、第九步做时间顺序

先看DC什么时候变化。

再看T细胞什么时候开始出现新的转录和细胞因子状态。

最后看疾病组织功能什么时候改变。

如果DC状态变化明显早于T细胞,就更支持它位于机制上游。

10、第十步找到真正驱动DC极化的上游信号

可能来自肿瘤细胞、上皮细胞、成纤维细胞、病原体、代谢物或者损伤细胞。

例如上皮细胞释放某种因子以后,DC的OX40L增加,随后推动Th2。

这类跨细胞联系通常比单独研究DC内部一条通路更加有疾病意义。

11、第十一步通过阻断和救援建立因果关系

假设候选信号A诱导DC产生IL-23。

阻断A以后DC的IL-23下降。

T细胞Th17也随之下降。

再外源补充IL-23以后,T细胞反应部分恢复。

这时就可以形成比较清楚的功能链。

单纯做“A上升、IL-23上升、IL-17也上升”仍然只属于相关性。

12、第十二步进一步研究DC内部机制

在功能方向已经确定以后,再进入NF-κB、STAT、IRF、代谢重编程、表观调控或者其他真正与当前极化相关的机制。

这样通路研究会有明确落点。

避免所有DC课题最后都变成p65磷酸化。

13、第十三步回到真实组织中的DC亚群

体外BMDC或者moDC已经得到机制以后,再进入动物疾病组织。

通过多参数流式或者组织空间定位判断真正发生变化的是cDC1、cDC2、pDC、DC3样群体还是其他髓系细胞。

确认体外机制确实存在于疾病环境。

14、第十四步进行体内功能干预

根据课题条件选择DC耗竭、特定亚群缺失、靶点条件性干预、抗体阻断或者其他方法。

观察改变DC以后,T细胞状态和疾病表型是不是同步变化。

这一步才能真正把DC从“伴随变化的免疫细胞”推进到疾病驱动因素。

15、第十五步把最终疾病功能接起来

肿瘤研究可以进入肿瘤生长、CD8+T细胞杀伤和免疫治疗响应;过敏疾病可以看IgE、嗜酸性粒细胞、屏障和组织炎症;自身免疫可以看Th17、组织损伤和疾病评分;耐受研究则继续观察自身免疫缓解、移植物存活或长期免疫耐受。

最终形成的机制应该是:

疾病微环境中的特定信号首先改变某一类DC的成熟和功能状态,DC随后通过特定细胞因子、共刺激和抗原呈递方式重新决定T细胞命运,最终推动或者抑制疾病。

做到这一层,“树突细胞极化”才真正从几个表面Marker,变成了一套完整的免疫调控机制。

SECTION 22

22

博恩生物可以为树突细胞极化研究提供哪些实验支持

1、可以先帮助区分课题研究的是DC亚群变化还是功能极化

对于已经发现CD11c、CD80、CD86或者其他DC指标变化的项目,可以先结合疾病背景重新判断:需要研究的是cDC1/cDC2等谱系比例,还是DC对Th1、Th2、Th17、Treg方向的功能调节。

先把概念做清楚,避免后面指标越来越多,结论却一直停在“DC活化”。

2、可以根据研究问题建立不同来源的DC体系

根据项目选择GM-CSF BMDC、Flt3L诱导DC、人外周血moDC或者组织来源DC。

并结合目标研究深度决定是否需要进一步分选cDC1、cDC2、pDC等真实亚群。

不使用一种BMDC体系覆盖所有树突细胞问题。

3、可以对BMDC培养体系进行细胞组成确认

通过CD11c、MHCⅡ以及必要的巨噬细胞相关标志进行流式分析。

了解培养体系中的DC样细胞和其他髓系细胞比例。

特别是在后续准备做细胞因子和机制研究时,先排除培养物异质性对结果的影响。

4、可以针对不同极化方向设计检测体系

1型功能围绕IL-12p70、CXCL9/CXCL10及Th1/CTL展开;Th2方向结合OX40L、相关趋化因子以及T细胞IL-4、IL-5、IL-13;Th17方向连接IL-23和RORγt/IL-17A;耐受性DC则结合IL-10、IDO1、PD-L1以及Treg和T细胞抑制功能。

让每一套指标都回答一个明确免疫方向。

5、可以进一步建立DC—T细胞共培养体系

根据课题选择CD4+或CD8+T细胞。

优化抗原浓度、DC:T比例和培养时间。

进一步观察T细胞增殖、分化和功能。

把“DC Marker改变”真正推进到“DC改变了适应性免疫”。

6、可以开展抗原摄取、呈递和交叉呈递研究

针对不同DC亚群和疾病需求评价抗原摄取能力、成熟后的呈递能力以及cDC1相关交叉呈递。

避免单纯把吞噬增强或下降解释成整体DC功能增强或减弱。

7、可以进一步做跨细胞机制

如果疾病来源于肿瘤细胞、上皮细胞、成纤维细胞或者其他细胞释放的信号,可以通过条件培养基、Transwell共培养、中和抗体和重组蛋白回补等方式,判断这些上游细胞怎样改变DC状态。

再进一步观察DC怎样重新塑造T细胞。

形成“疾病细胞—DC—T细胞”的跨细胞机制。

8、可以从体外DC继续回到动物疾病模型

在体外机制确定以后,再通过流式、免疫荧光和必要的体内干预确认疾病组织中的真实DC亚群变化。

把DC功能状态、T细胞命运和疾病终点放到同一条链上。

树突细胞极化这个方向最容易走进的误区,是希望先找到一套像巨噬细胞M1/M2那样简单的分类,然后每个组测几个Marker。

树突细胞恰恰不适合这样研究。

因为它真正重要的地方不是自己表达了多少CD80、CD86,也不是一定要被归进“DC1、DC2、DC3”中的某一格。

它的核心功能是决定后面的免疫反应往哪里走。

一个DC能够让初始CD4+T细胞变成IFN-γ很高的Th1,它承担的是一种功能;让T细胞进入IL-4、IL-5、IL-13主导的Th2,又是另一种功能;如果产生IL-23并维持Th17,它在疾病里的位置又完全不同;如果它通过IL-10、PD-L1或者IDO1让效应T细胞失去反应,并逐渐增加Treg,那研究问题已经从免疫激活转到了免疫耐受。

所以真正做树突细胞极化,最好始终沿着一条线往下追:

什么刺激首先改变了DC?

DC到底改变了哪一种抗原呈递、共刺激或者细胞因子能力?

这种变化最终把哪一类T细胞推了起来?

再把这个T细胞反应拉回去以后,疾病还会不会继续发生?

当这几层能够连续起来以后,树突细胞就不再只是免疫组织里又一个“CD11c阳性细胞”。

它会真正站到适应性免疫反应的上游。

这也是树突细胞研究比单纯做几个“极化Marker”更值得深入的地方。

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