如何評估 NK cell 毒殺能力？兩種方法差很多！
自然殺手細胞 (Natural killer cell；NK cell) 佔人類血液中淋巴球的 5~10％，主要功能為毒殺腫瘤細胞和被病毒感染細胞。相較於毒殺 T cell 需要先經抗原呈現細胞的「教育訓練」，才可以進行針對腫瘤細胞等病變細胞進行毒殺作用，NK 細胞的活化則不需要經過此步驟，可以更快速發動攻擊，因此針對癌症治療上，NK 細胞免疫療法被廣為研究以及進行臨床試驗。
NK 細胞如何辨認敵我
NK 細胞表現多種膜蛋白，當膜蛋白與目標細胞結合時可調節 NK 細胞的活性。膜蛋白依功能可粗略分為兩類「抑制型受體」(inhibitory receptor) 和「活化型受體」(activating receptor)。
當 NK 細胞與正常細胞接觸，正常細胞表面的第一型 MHC 分子與 NK 細胞抑制型受體結合，傳遞了「抑制」NK 細胞活性的訊息，NK 細胞就不會被活化，以免殺死正常細胞；若正常細胞被病毒感染或為腫瘤細胞時，第一型 MHC 分子易發生異常表現，因此當 NK 細胞接觸不正常細胞時，便無法獲得抑制性受體的訊息，且 NK 細胞活化型受體會傳遞活化訊息，於是 NK 細胞便活化進行胞殺作用。因此當只有「活化」訊息存在，且「抑制」的訊息異常或不存在時，NK 細胞才會進行毒殺作用，藉此來分辨敵我。
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(來源 NEJM, 2000, 343(1), p37)
NK 細胞的毒殺攻擊
活化的 NK 細胞可釋出穿孔素 (perforin) 和顆粒酶 (granzyme B) 等。穿孔素在目標細胞膜形成孔洞，使顆粒酶進入細胞後，改變粒線體膜通透性，並引發一系列 caspase 的活化，啟動了細胞凋亡 (apoptosis) 反應。
偵測 NK 細胞的毒殺能力
由於細胞治療目前開放的項目，皆屬疾病程度嚴重，病程末期或經傳統方法治療無效的項目，因此 NK 細胞經處理後所具有的毒殺能力會是影響療效非常重要的指標之一。
為此 Oncoimmunin 針對上述訊息傳遞路徑，提供 Granzyme B 與 caspase 多工分析試劑組合，讓研究人員得以精準偵測 NK 細胞的毒殺能力，此試劑亦獲得 NIH 及各研究團隊上探討細胞毒殺能力的試驗上的採用。
Oncoimmunin Cytotoxicity Assays 與傳統偵測細胞毒殺 LDH 試驗之比較
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Oncoimmunin Cytotoxicity Assays |
Reactions |
Detection Target |
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PanToxiLux™ |
80 |
granzyme B and upstream caspase activities |
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PanToxiLux™-P2D2 |
80 |
granzyme B and upstream caspase activities |
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GranToxiLux®–PLUS! |
80 |
granzyme B |
Oncoimmunin 的 PanToxiLux™ 以及 GranToxiLux® PLUS 皆是可以偵測 NK cell cytotoxicity 的試劑，差異點在於 PanToxiLux™ 內含 granzyme B 及 caspase substrate，而 GranToxiLux® PLUS 僅含 granzyme B substrate。
在文獻 Granzyme B activity in target cells detects attack by cytotoxic lymphocytes. J. Immunol. 179:3812- 3820 (2007).中有說明了 substrate 可以非常專一的被活化的 granzyme B 或 caspase 酵素切割，僅有被切割的 substrate 才會有螢光被偵測。而此試劑獲得 NIH 及各研究團隊上探討細胞毒殺能力的試驗上的採用。
採用 PanToxiLux™ 偵測 NK cell 毒殺能力之相關文獻
- [1] Stimulation of Natural Killer Cell–Mediated Tumor Immunity by an IL15/TGFb–Neutralizing Fusion Protein
- [2] DNAX Accessory Molecule-1 mediated recognition of freshly isolated ovarian carcinoma by resting Natural Killer cells.
- [3] HIV-Specific Antibody-Dependent Cellular Cytotoxicity (ADCC) -Mediating Antibodies Decline while NK Cell Function Increases during Antiretroviral Therapy (ART).
- [4] Quantitating ADCC against adherent cells: Impedance‐based detection is superior to release, membrane permeability, or caspase activation assays in resolving antibody dose response.
- [5] Natural killer cell function predicts severe infection in kidney transplant recipients.
- [6] Adoptive natural killer cell therapy is effective in reducing pulmonary metastasis of Ewing sarcoma.
由於細胞治療目前開放的項目，皆屬疾病程度嚴重，病程末期或經傳統方法治療無效的項目，因此 NK cell 經處理後所具有的毒殺能力會是影響療效非常重要的指標之一，因此 Oncoimmunin 的 PanToxiLux™ 可以直接染色以 flow 分析，檢測 NK cell”直接對target cell”毒殺能力，降低其他因素的干擾，不易造成數值因其他因素而造成偏差，可以較傳統方法更加精確，國外現行的細胞治療上也越來越廣泛使用 PanToxiLux™。例如：NK cell 文獻 [6] 即是偵測 NK Cell 對細胞”TC106” 的毒殺能力，此細胞株與欲治療疾病特性十分接近，可以精確評估 NK cell 的狀況。
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