Isolation and expansion of human NK T cells

Summary

This protocol allows the identification and quantitative analysis of trace amounts of N K T cells. Effective measures should be taken to block non-specific staining to obtain reliable results. Two monoclonal antibodies were used to ensure the specificity of the results. Author: J.E. Colligan et al, Translator: Xuitao Cao et al, This experiment is from the "Compendium of Immunology Laboratory Guidelines".

Operation method

Isolation and Amplification of Human NKT Cells

Move

Basic Scheme 1 Identification of NK T cells Material

Peripheral heparin anticoagulated blood

P B S

R P M I -1640 medium with 10 % (V / V ) human serum or F C S and 10U /m l I L -2 (optional)

flow cytometry buffer (FCbuffer): PBS with 1 % (v/V) human serum, 1 % (V/V) FBS and 0.1 % (m/V) sodium azide

Fluorescein-labeled anti-Va24 monoclonal antibody (cloneC15B 2, PE or FITC labeled, Coulter-Immunotech)

Fluorescein-labeled anti-Vpil monoclonal antibody (clone C 21D 2, PE or FITC labeled, Coulter)

BDPharmingen-labeled isotype control antibody (BDPharmingen)

Synaptophysin-labeled anti-6B 1 1 monoclonal antibody (B D Pharmingen; optional)

Cy5-labeled anti-C D 4 monoclonal antibody, Cy5-labeled anti-C D 8 monoclonal antibody
(BDPhanningen, optional)

Fluorescein-labeled anti-C D 161 monoclonal antibody (Coulter, recommended)

Fluorescein-labeled other relevant antibodies (optional)

PBS with 4 % paraformaldehyde (PF A): Prepare in a fume hood, heat to 80°C with stirring to accelerate dissolution, dispense cold and store at 20°C.

0.5 ml microcentrifuge tubes or 96-well cell culture plates.

Flow cytometer

1 . Prepare human peripheral heparin anticoagulated blood (5 to 10 ml), which can be stored at room temperature for up to I d, depending on conditions. Ficoll-Hypaque Dense
度梯度离心法分离P B M C (单 元 8 . 1 ; 每毫升血可获得IX IO6〜2 X IO6P B M C )。分 离 的 P B M C 可用含1 0 % 人血清或F C S 及 10U/ml IL- 2 的 R P M I -1640培 养 过 夜 (或 更长些时间)。 2 . 加入15〇 11?83,室温, 300尽离心6111丨 11 ,洗 涤 ? 8以(:两次。用 ? (:缓冲液重悬细胞, 调整浓度为2 X 107个细胞/ml。冰 浴 15m i n 后 , 4°C 备用。 3 . 在 0. 5m l 离心管或9 6 孔细胞培养板中加入50M1细胞悬液。 4•加入P E 标记的抗Vct2 4 单 抗 和 F I T C 标 记 抗 邪 1 1 单 抗 (各 1 网 ),至终体 积 100M1。 4°C 标 记 20〜40min,孵育期间应不时轻轻混匀细胞。对照设置包括:单独同型抗体 组 、同型抗体与抗V ( x2 4 单抗组、同型抗体与抗V p l l 单抗组。 可用标记的抗6B 1 1 单抗代替标记的抗V p l l 单抗。 5 . 可选操作:为 更 好 地 分 析 N K T 细胞 ,可 加 用 其 他 直 标 型 抗 体 (如 抗 C D 4、 C D 8、 C D 5 6 或 C D 161的抗体)或者选用生物素偶联的一抗与Cy5 或 A P C 标记的链亲和素 间标系统。后者应另外设链亲和素二抗对照组。 6 . 用 F C 缓冲液洗涤细胞1 次 ,加 入 0.5ml F C 缓冲液重悬细胞。 7 . 标记好的样品应在数小时内用流式细胞仪检测(推荐使用),细胞经固定后,可保存 更长时间。细胞固定方法如下:用冰预冷的P B S 洗 涤 细 胞 2 次 后 ,加 入 0.3m l 冰预 冷 的 ? 8 8 ,用 枪头轻轻吹打混匀细胞,再 加 入 0.111114%??八 的 ? 8 3 ,冰上固定 5min,并不时轻摇混匀细胞。最后将固定好的细胞洗涤1 次 ,重 悬 于 F C 缓冲液中, 置 4°C 待检。 8 . 以淋巴细胞设门,分 析 IO5个以上的淋巴细胞,比较不同样品间N K T 细胞的差异 (流式分析见单元4)。 用前散射角和侧散射角作点图,对活细胞设门。死亡细胞也可用P I 染色,然后 对 P I 拒染的活细胞设门,从而剔除死细胞背景。此时,实验步骤几乎同前,唯一不 同的是,由于P I 荧光与P E 的检测通道重叠,因此应使用其他荧光素标记的抗体代 替 P E 标记的抗体。例如,用生物素偶联的抗Vct2 4 单 抗 代 替 P E 标 记 的 抗 V a 2 4 单 抗 ,检测时相应的改用Cy5 或 A P C 标记的链亲和素二抗。需指出的是,此时应设置 一组只加Cy5 或 A P C 标记的链亲和素二抗的对照组。细胞经过标记和洗涤后(步骤 6),加 入 50/xg/m l P I ,并 立 刻 用 流 式 细 胞 仪 进 行 检 测 ,而 且 P I 染色的细胞不能 固定。

Option 2: Separation of NK T cells by immunomagnetic beads and subsequent expansion

This method isolates and expands NK T cells (< 10,000 NK T cells) from a few milliliters of peripheral blood. Concentrated leukocytes (a by-product of platelet isolation) can also be used as a source of NK T cells.

Materials (see Appendix 1 for items with V)

Peripheral heparin anticoagulation

P B S with 2m m o l / L E D T A (Appendix 1)

Unlabeled anti-V 〇 t 2 4 monoclonal antibody (Coulter)

Unlabeled anti-6B11 monoclonal antibody, i.e. anti-TCRot monoclonal antibody (B D Pharmingen)
羊抗小鼠 IgG 磁 珠 (Miltenyi Biotec) 结合缓冲液:含 2mmol/L E D T A 和 2 % (V /V ) 人血清的PBS V T 细胞培养基 含 9 0 % (V A 0 FBS/10% (V7 V ) 的 二 甲 基 亚 砜 (dimethyl sulfoxide, D M S 0) a-GalCer (a-galactosyl ceramide? Kirin Brewery) A I L -2 M S 或 L S 分 离 柱 (起始细胞量分别低于IO8个 或 IO9个 ; Miltenyi Biotec) 磁 铁 架 (miniMACS 或 m i d i M A C S , Miltenyi Biotec) 7 辐照源 9 6 孔圆底细胞培养板或9 6 孔平底细胞培养板 1•取50〜I O O m l 外周肝素抗凝血, Ficoll-Hypaque密 度 梯 度 离 心 法 分 离 P B M C (单元 8. 1 ; 可 获 得 >108个细胞)。 2•加入15m l P B S /E D T A ,室温, 300g 离 心 6min,洗涤细胞2 次 。用结合缓冲液重悬 细胞,调整浓度为 IO8个细胞/m l ,冰 浴 15min。 3•加入未标记的抗V 〇: 2 4 单抗或未标记的抗6B 1 1 单 抗 (每 IO8个细胞加入10Mg) ,终浓 度 约 为 10jug/m l ,冰 浴 20〜30min。 4 . 加 入 PB S /E D T A , 4°C , 700g 离 心 30s,洗涤 细 胞 2 次 。将 IO8个细胞重悬于0. 8ml 结合缓冲液中。加 入 〇 .2m l 羊 抗 小 鼠 I g G 磁珠 ,冰 浴 20〜30min,期间时应不时混 匀细胞。 5 . 将 M S 或 L S 分离柱安装在磁铁架上,用 3m l 结合缓冲液预洗涤分离柱。在磁珠标记 的细胞悬液中加入适量PB S /E D T A ,室温, 700g 离 心 30s,洗 涤 细 胞 2 次 。用 Iml 结 合 缓 冲 液 (室温)重悬磁珠标记的细胞,然后将细胞悬液加入分离柱中。 6 . 用 P B S /E D T A 洗涤分离柱3 次 ,每 次 3m l ,收 集 流 穿 液 (含未被磁珠结合的细胞)。 从中取出约IO7个细胞,经照射灭活后用作饲养细胞。 7 . 从磁铁架上取下分离柱,加 入 3m l P B S /E D T A ,将磁珠结合的细胞洗脱下来。如果 预实验显示阳性细胞不能达到预期纯度,可将洗脱的阳性细胞再次过柱分离。 8•加入10ml T 细胞培养基,室温, 300g 离 心 6min,将阳性细胞洗涤1 次。用 0.1ml T 细胞培养基重悬细胞并计数。 用 流 式 细 胞 仪 分 析 阳 性 细 胞 , 测 定 磁 珠 分 离 效 果 (如 果 后 续 实 验 中 未 扩 增 出 N K T 细 胞 , 流 式 分 析 则 尤 为 重 要 )。 考 虑 到 N K T 细 胞 的 含 量 较 低 , 可 加 大 P B M C 的 起 始 用 量 。 9• 照 射 灭 活 (3000〜5000m d ) 未结合磁珠的P B M C (步 骤 6),用作饲养细胞。如计划 进行第二轮刺激,将 饲 养 细 胞 悬 液 (照射前或照射后)每 支 1.0m l ,用 9 0 % FB S / 1 0 % D M S O 冻 存 液 冻 存 备 用 (置冻存盒内一80°C 过夜后,转入液氮中长期冻存)。使 用预先冻存的P B M C 作为饲养细胞时,如果台盼蓝拒染法(附 录 3A ) 检测细胞活率 小 于 4 0 % ,应将细胞充分洗涤后,用 Ficoll-Hypaque密度梯度离心法重新分离P B - M C 0 10.在 9 6 孔板中加入等量的照射灭活后自体P B M C 和分离的N K T 细 胞 (9 6 孔圆底板 每孔最多加入IO4个 细 胞 , 9 6 孔平底板每孔最多加入IO5个细胞),然 后 加 入 20ng
a-GalCer,用丁细胞培养基补足至200^1。培 养 板 置 37°C , 1 0 % C 〇 2 (10%(:〇 2用 于细胞密度较低时)细胞培养箱中培养1〜2d 。 11. 1〜2d 后 加 入 lOOU/m l 人 IL- 2 , 继 续 培 养 (不更换培养基) 2 周 左 右 (其间会观察 到许多母细胞集落,母细胞圆形,体积较大)。 12•轻轻吸弃约15〇 W 培养基,补 充 含 IL- 2 的 新 鲜 T 细胞培养基。每 隔 2〜3d 重复换 液 ,直至母细胞布满整个孔底。将 细 胞 1 : 2 传代至新的9 6 孔板中;细胞生长过快 时,可 将 9 6 孔平底板孔中的细胞传到2 4 孔板中。根据细胞增殖情况,继续传代培 养 (大约几周)。 1 3 . 当细胞增殖变缓或停止时,可用 饲 养 细 胞 或 丝 裂 原 进 行 二 次 刺 激 (见辅助方案)。 如用此静息细胞进行功能实验,则将细胞转入低浓度IL-2 (lOU/ml) 的 T 细胞培 养基中。为防止细胞死亡,应用一周左右时间逐步将IL-2浓 度 从 50〜lOOU/m l 降 至20〜l〇U /m l 。 1 4 . 用流式细胞仪检测扩增培养的NK T 细胞的纯度,一般情况下,外周血来源的NK T 细胞扩增后纯度应大于9 0 % 。 1 5 . 参 照细胞冻存法,将 NK T 细胞冻存。冻存时应选用活化状态而非静息状态的NK T 细胞,冻存液为 9 0 % FCS/ 1 0 % DMSO, 每支冻存I X l O 5〜2 X 105个细胞

Options Flow Sorting and Expansion of I N K T Cells Additional Materials F A C S 缓冲液:含 1 % CV7 V ) 人血清及1 % ( V A O F B S 的 PBS 高速 F A C S 分 选 仪 (MoFlo, Cytomation) 1•取50〜IOOml外周抗凝血, Ficoll-Hypaque密度梯度离心法分离^ lO8 P B M C (单元 8.1)。取出部分细胞,经照射灭活后用作饲养细胞。 2 . 在剩余细胞中加入15m l F A C S 缓冲液, 25°C , 300g 离 心 6min,洗 涤 2 次 。然后用 F A C S 缓冲液重悬细胞,调整浓度至IO7〜IO8个细胞/m l ,冰 浴 15min。 3 . 取 0.1m l细胞悬液,加 入 I iUg F IT C 标记的同型对照抗体作为对照组。剩余细胞加入 F IT C 标记的抗Va2 4 单抗,终 浓 度 l〇Mg/m l 。冰 浴 30min。 4 . 流式分析并选定Vcx24+ 细 胞 群 (含量< 1 % ) , 用 高 速 F A C S 仪进行分选。为提髙细 胞活力,应直接将分选的细胞放入含T 细胞培养基的试管中。 可 选 操 作 :取 部 分 细 胞 用 抗 Vct2 4 和 抗 V pll ( 或 6B1 1 ) 双 标 精 确 选 定 N K T 细 胞 群 。 以 便 F A C S 分 选 时 利 用 这 些 参 数 对 单 色 标 记 的 NK T 设 门 。 5 . 用 T 细胞培养基将分选的细胞洗涤1 次 (见基本方案2 ) , 加入照射灭活的自体PBM C 共培养,然 后 用 cx-GalCer选择性扩增。
Option 2 Cloning of NK T cells Additional materials (see basic options 1 and 2 for additional materials) 1

T-cell cloning medium: RPMI-1640, containing 10 % (WV) autologous human serum, 20 U/mL IL-2 and 20 U/ml IL-7 phytohemagglutinin-P (PHA-P; Difco).

1. Separate TOMC by Ficoll-Hypaque density gradient centrifugation (Unit 8.1). A portion of the cells is removed, inactivated by irradiation and used as feeder cells.

2 . The remaining cells were washed with PBS, resuspended with PBS containing 10 % human serum, adjusted to a concentration of IO8 cells/m l, and incubated on ice for 15 min.

3 . Add fluorescein-labeled anti-Va24 monoclonal antibody and another fluorescein-labeled anti-Vpil monoclonal antibody (or labeled anti-6B11 monoclonal antibody, recommended), both at a final concentration of IOiU g An U ice bath for 30 min. At the same time, take a portion of the cells and add the corresponding isotype control antibody.

4 . In a 96-well round-bottom culture plate, add IO5 photoinactivated (5000 rad) autologous feeder cells and PHA-P (final concentration 2ug/ml), and replenish the T-cell cloning medium to a final volume of 0.1m l. At the same time, sort the cells by a flow sorter. At the same time, Va24+ Vpll+ (or 6B11+) double-positive cells should be sorted by flow sorter, and the sorted cells should be added directly into the 96-well plate mentioned above.

5.-After a week, add 0.1 ml of T cell cloning medium (without PHA-P) to each well. Observe cell growth under the microscope: after 10~M d, one or more mother cell clones (mother cells are round and large in size, with more than 100 cells per clone) will appear in the positive wells.

6 . According to the growth of the clones, passaging with T cell cloning medium is performed every 2 to 3 d. If autologous serum is used for T-cell cloning, add 25% allogeneic human serum or FBS to the culture medium at each passaging after the cells have expanded until the autologous serum is completely replaced.

7 . When the number of cells was sufficient, the expression of V a 2 4 and Vpll ( or 6B 1 1 ) in different clones was examined by flow cytometry.

After 3 to 4 weeks, the cells can be given a second stimulation or continue to be cultured in the T cell cloning medium for several weeks.

Secondary Stimulation and Cloning of NK T Cells by Adjuvant Programs Materials 外周肝素抗凝血或浓缩白细胞 V P B S B 细 胞 株 (J Y 或 C 1R ) V 扩增培养基 小鼠抗人 C D 3 单抗,如 U C H T l (IgGl, Ancel) 或 O K T 3 25cm2细胞培养瓶 1. Ficoll-Hypaque密度梯度离心法分离P B M C (单 元 8.1)。用 P B S 洗 涤 P B M C 细胞, 由于 Ficoll对 A P C 及 N K T 细胞克隆有毒性,因此应至少洗涤3 次 。取 部 分 P B M C 细胞,经 5000rad照射灭活后作为饲养细胞,同时制备照射灭活后的人B 细 胞 (JY 或 C 1R ) 作为饲养细胞。 2 . 取静息期T 细 胞 (距离最后一次抗原或丝裂原刺激大约2 周时间)进行刺激。注意 起始时培养基应不含IL-2 (否则会导致细胞凋亡)。 3 . 第 0 天 ,在 25cm2细胞培养瓶中加入5X 104〜IOXlO4个 T 细胞、 2. 5 X 107照射灭活 的 P B M C 、 5 X 106照射灭活的人B 细胞以及抗C D 3 单 抗 (终 浓 度 为 30〜50ng/ml) , 用扩增培养基补充体积至15m l 。将细胞置37°C , 5% C 0 2细胞培养箱中培养

4. On day 1, add 50U/ml each of recombinant IL-2 and IL-7.

5 . On day 5, half-volume exchange with fresh medium was performed to maintain the concentration of each cytokine at 50U /m l .

6 . On day 10, observe the expansion of T cell clones under the microscope. If the mother cell density is high and the medium turns yellow, pass the cells 1:2 with cytokine-containing expansion medium. For vigorously growing cells, passaging can be done every 2 to 3 d.

The cells can be expanded about 1000 times in about 2 weeks. Cells can continue to be cultured for several weeks without additional stimulation.


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Categories: Protocols

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