NK 세포 기능 평가와 표현형 분석
감염병과 암에 가장 먼저 반응하는 세포 중 하나인 자연살해(NK)세포는 그 주된 기능이 면역 감시에 있으므로, NK 세포의 생물학적 특성과 활성 원리를 확인함으로써 NK 세포가 가진 잠재적인 면역 반응을 완전하게 활용할 수 있습니다. 싸토리우스 Incucyte® 실시간 세포분석, 분석 솔루션과 iQue® 3 고성능 유세포분석 플랫폼을 활용하여 면역 표현형 분석, 세포 활성도와 생존성 평가, 세포용해 효과기 단백질, 사이토카인, 케모카인의 프로파일링 공정을 설계하면 NK 세포 면역반응 연구를 가장 효과적으로 수행할 수 있습니다.
3D 면역세포 살해
싸토리우스 Incucyte®를 활용한 종양 구상체 ADCC 측정 - SKOV-3 Incucyte® NucLight Red 구상체의 혼합 위상 이미지와 형광 이미지를 처리되지 않은 면역세포, 그리고 대조군인 항-CD3 항체 (10ng/ml)와 IL-2 (10ng/mL), 실험군인 허셉틴 (0.08 ~ 50ug/mL)으로 각각 처리한 면역세포에서 확인, 대조한 자료입니다. 여기서, 세포 독성은 붉은 형광점의 강도로 판단하였습니다. 그래프 데이터 상에서 나타나다시피, 활성 T-세포 군집과 허셉틴 유도 세포 독성에 의해 종양 구상체가 파괴됨을 확인할 수 있습니다.
생리학적 연관성이 확보된 모형에서 NK 세포에 의해 조절된 종양 세포 살해를 바탕으로 한 생물학적 인사이트 확보
NK 세포에 의해 조절된 항체의존 세포독성은 표적 세포 살해와 그랜자임 효소 생산을 농도 의존적으로 유도합니다.
좌측의 데이터는 암호화된 Raji 종양 세포 (웰 당 20,000 개)를 서로 다른 2인의 공여자로부터 얻어진 말초혈액 단핵세포 (PBMC; 웰 당 200,000 개)와 공동 배양한 결과로, 여기서 PBMC는 Ab-1 (IgG1), Ab-2 (IgG1), 또는 음성 대조군인 Ab-3 (IgA2)에서 각각 배양하였으며 농도 범위는 10ug/mL ~ 0.128ng/mL로 하였습니다.
4 시간 시점에 10µL 샘플을 취하여 싸토리우스 iQue® Human NK Cell Killing 키트와 iQue® 3을 사용하여 종양 세포 사멸 효과를 평가하였으며, iQue® Human NK Cell Companion 키트를 사용하여는 그랜자임 효소 A를 측정하였습니다. (A,B) 두 공여자에서 모두 항체 농도에 비례하여 표적 세포 사멸이 관찰되었습니다. (C,D) 농도 의존적, 공여자 의존적인 그랜자임 효소 A 생산이 관찰되었습니다. (E,F) NK 세포에서의 CD16 발현은 항-CD20 항체 농도가 증가함에 따라 감소되었으며, 이는 CD16 항체의 방출 또는 CD20 항체와의 경쟁으로 인한 영향으로 볼 수 있습니다.
사이토카인 자극에 의한 NK 세포 조절 종양 세포 사멸 - 도표는 배지 단독에서 (비활성 NK 세포) 또는 200 U/mL IL-2 및 100 ng/mL IL-15가 함유된 배지에서 (활성 NK 세포) 16 ~ 18 시간 동안 배양한 enriched (음성 선택된) 인간 NK 세포를 암호화된 K562 종양 세포 (웰 당 20,000 개)와 공동 배양 (효과기와 표적 단백질의 비율은 1:1 또는 5:1로)한 결과입니다. 4 시간 시점과 24 시간 시점에 10µL 샘플을 취하여 싸토리우스 iQue® Human NK Cell Killing 키트와 iQue® 3을 사용하여 종양 세포 사멸 효과를 평가하였으며, 그 결과는 다음과 같습니다. (A)는 비활성 NK 세포 또는 사이토카인 활성화 된 NK 세포와의 4 시간 공동 배양 후 표적 세포 생존성을 나타내는 히스토그램, (B,C)는 비활성 NK 세포 또는 사이토카인 활성화 된 NK 세포를 종양 세포와 (B)는 4 시간, (C)는 24 시간 공동 배양한 후 표적 세포 사멸율을 막대그래프로 나타낸 자료입니다.
NK 세포 표면 단백질, 사이토카인 발현의 동시 정량
표적 세포의 존재로 유도되는 NK 세포 활성은 사이토카인 자극이 있으면 더욱 증진됩니다. 도표는 배지 단독에서 (비활성 NK 세포) 또는 200 U/mL IL-2 및 100 ng/mL IL-15가 함유된 배지에서 (활성 NK 세포) 16 ~ 18 시간 동안 배양한 enriched (음성 선택된) 인간 NK 세포를 암호화된 K562 종양 세포 (웰 당 20,000 개)와 공동 배양 (효과기와 표적 단백질의 비율은 5:1로)한 결과입니다. 24 시간 시점에 10µL 샘플을 취하여 싸토리우스 iQue® Human NK Cell Killing 키트와 iQue® 3을 사용하여 분석한 결과는 다음과 같습니다. (A)는 활성 마커인 CD69, CD25의 발현도, (B)는 IFNg의 생산도와 그랜자임 효소 B의 분비도, 마지막으로 (C)는 iQue® Human NK Cell Companion 키트와 iQue® Human NK Cell Killing 키트를 함께 사용하여 행한 각 사이토카인의 분석 결과입니다. (NK: 자연살해(NK)세포 | T = 표적 (K562) 종양 세포)
IL-2, IL-15 인자에 의한 활성화 시에는 활성 마커 발현이 높았으며, 그랜자임 효소 B, CCL5(RANTES) 등과 같은 효과기 단백질의 분비량도 많았습니다. 또한, NK 세포와 표적 세포를 공동 배양한 경우에서는 이들 발현, 분비 효과가 더욱 극적으로 나타났습니다.
참고 논문
본 페이지에 기재된 내용의 참고 논문은 다음과 같습니다.
1. Tarazona R et al. Current progress in NK cell biology and NK cell-based cancer immunotherapy. Cancer Immunol Immunother. 2020 May;69(5):879-899. doi: 10.1007/s00262-020-02532-9. Epub 2020 Mar 4
2. Hodgins JJ, Khan ST, Park MM, Auer RC, Ardolino M. Killers 2.0: NK cell therapies at the forefront of cancer control. J Clin Invest. 2019 Sep 3;129(9):3499-3510. doi: 10.1172/JCI129338
3. Waggoner SN et al. Roles of natural killer cells in antiviral immunity. Curr Opin Virol. 2016 Feb;16:15-23. doi: 10.1016/j.coviro.2015.10.008. Epub 2015 Nov 16
4. Yao Z, Zheng Z, Wu K1, Junhua Z. Immune environment modulation in pneumonia patients caused by coronavirus: SARS-CoV, MERS-CoV and SARS-CoV-2. Aging (Albany NY). 2020 May 2;12. doi: 10.18632/aging.103101
싸토리우스 Incucyte®, iQue® 관련 문헌
종양 세포 억제, 저항에서 NK 세포의 역할을 다룬 자료
Sarhan D, et al. Adaptive NK Cells Resist Regulatory T-cell Suppression Driven by IL37. Cancer Immunol Res. 2018 Jul;6(7):766-775. doi: 10.1158/2326-6066.CIR-17-0498. Epub 2018 May 21
Kamiya T, Seow SV, Wong D, Robinson M, Campana D. Blocking expression of inhibitory receptor NKG2A overcomes tumor resistance to NK cells. J Clin Invest. 2019 Mar 12;129(5):2094-2106. doi: 10.1172/JCI123955. Print 2019 May 1
NK CAR 관련 자료
Li Y, Hermanson DL, Moriarity BS, Kaufman DS. Human iPSC-Derived Natural Killer Cells Engineered with Chimeric Antigen Receptors Enhance Anti-tumor Activity. Cell Stem Cell. 2018 Aug 2;23(2):181-192.e5. doi: 10.1016/j.stem.2018.06.002. Epub 2018 Jun 28
고수율 ADCC 분석법 개발 관련 자료
Camacho-Sandoval R, et al. Taking advantage of a high-throughput flow cytometer for the implementation of an ADCC assay for regulatory compliance. Biotechnol Rep (Amst). 2020 Apr 19;26:e00456. doi: 10.1016/j.btre.2020.e00456. eCollection 2020 Jun
NK 세포와 백신 개발에 관련한 자료
Boudreau CM, Yu WH, Suscovich TJ, Talbot HK, Edwards KM, Alter G. Selective induction of antibody effector functional responses using MF59-adjuvanted vaccination. J Clin Invest. 2020 Feb 3;130(2):662-672. doi: 10.1172/JCI129520