文献解读|Front Immunol（8.786）：NK细胞治疗研究热点：脐带血和诱导多能干细胞来源的NK细胞的差异研究进展

NK细胞在执行杀伤功能前需要对靶细胞进行识别，NK细胞识别肿瘤和病毒感染的细胞等靶标主要依靠其表面表达的杀伤性免疫球蛋白受体（KIR）。通过KIR，NK细胞可以准确的杀伤肿瘤和病毒感染的细胞，并避免对自身健康细胞的损害。因此NK细胞KIR表达谱关乎其是否能正确行使杀伤功能。但是外周血，脐带血和iPSC来源的NK细胞KIR表达谱还未被系统的鉴定出来。为了在临床上更好地使用不同来源的NK细胞治疗肿瘤，急需鉴定不同来源的NK细胞各KIR表达和其细胞毒性的关联。

为了调查体外造血干细胞分化来的NK细胞与子宫内发育的NK细胞的差异，作者从脐带血获得了两类NK细胞。一类是直接从脐带血分离的CD56+的NK细胞（UCB56），一类是从脐带血分离的CD34+的造血祖细胞进一步分化来的NK细胞（UCB34）。通过质谱流式检测两类NK细胞表面37种抗原表达。其中像Nkp30，NKG2D，颗粒酶B，穿孔素等部分NK细胞激活性受体在UCB34和UCB56中表达相似。介导ADCC作用的CD16分子以及代表NK末端分化的CD2分子在UCB56中表达较高。总的来说UCB34和UCB56 NK细胞表面抗原表达类似。

图1 质谱流式分析UCB34和UCB56 NK细胞表型

作者在检测完UCB34和UCB56 NK细胞表面抗原表达后，接着继续用质谱流式检测了两类NK细胞KIR的表达。其中三个不同供体来源的UCB56 NK细胞都表达KIR2DL3，当然作者也检测出了三个不同供体的UCB56 NK细胞KIR的表达也少许不同。例如，供体1和供体2表达KIR2DL1，供体3表达KIR3DL1，供体2也表达KIR2DL3和KIR2DL1。然而作者检测同样3个不同供体来源的UCB34 NK 细胞发现，UCB34 NK细胞几乎不表达KIR。但是两种NK细胞另一种抑制型受体NKG2A表达水平类似。

图2 质谱流式分析UCB34和UCB56 NK细胞KIR的表型

UCB34和UCB56 NK细胞KIR表型鉴定完毕后，作者想进一步确认KIR+UCB56和KIR-UCB34 NK细胞的细胞毒性是否有差异。于是作者选用了不表达HLA，B，C的淋巴母细胞作为WT靶细胞组，将该淋巴母细胞转基因表达KIL的配体HLA C1形成的细胞作为Cw3组，将淋巴母细胞转基因表达KIL的配体HLA C2形成的细胞作为Cw4组，将不表达MHCⅠ类分子的K562细胞作为检测NK细胞杀伤功能的阳性对照，将KIR+外周血来源的NK（PBNK）作为效应细胞的阳性对照。效应细胞与靶细胞按照特定的比例共孵育后，检测各组效应细胞的细胞毒性。作者发现三个供体对所有的靶细胞中，KIR+UCB56的细胞毒性都强于KIR-UCB34 NK细胞，另外转基因表达HLA C1和HLA C2的Cw3和Cw4组都会抑制UCB34和UCB56 NK细胞的毒性。

图3 UCB34和UCB56 NK细胞杀伤活性的检测

从全球看，iPSC来源的NK细胞临床上治疗肿瘤的研究十分火热。作者利用不同的iPSC细胞系分别分化NK细胞，最后形成的iPSC-NK有的不表达KIR，有的表达KIR2DL3，KIR2DL1和KIR2DL2。但是iPSC-KIRPos和iPSC-KIRNeg细胞在NK细胞激活型受体，例如：Fasl，TRAIL，NKp44，NKp46，NKG2D等表达比较相近，而且两类细胞都不表达NKG2A。另外作者使用iPSC -KIRPos和iPSC- KIRNeg NK细胞对淋巴瘤和神经母细胞瘤细胞系的细胞毒性试验表明，两类细胞对大多数细胞系具有相似的杀伤作用。总的来看，脐带血来源的表达KIR的NK细胞会有比较强的细胞毒性，iPSC来源的NK细胞虽然有不同的KIR表达谱但细胞毒性比较相似。

图4 iPSC- KIRPos 和 KIRNeg NK 细胞KIR表达谱和细胞毒性检测

在检测到UCB34，UCB56和iPSC-NK的KIR表达谱以及细胞毒性的差异后，作者进一步利用RNA测序分析了这三类NK细胞的基因表达和转录组之间的差异。基因表达相关性分析显示UCB NK，KIR+iPSC NK以及PB-NK之间没有显著性差异，而且在比较不同类型的NK细胞之间的相似性的时候发现，iPSC NK细胞的基因表达与UCB NK以及PB-NK甚至NK92细胞（一种无限复制的NK细胞系）之间只有很少的差异。当使用单独聚类分析在与NK细胞杀伤功能有关的124个基因上时，作者发现UCB NK细胞与胚胎干细胞（H9）分化来的NK细胞聚类在一起，而NK92，PB-NK以及iPSC NK细胞单独聚类。

图5 RNA测序分析UCB56 NK，iPSC NK，PB-NK等细胞系的基因表达

 + + + + +