免疫機能に対するコロイド銀のIn Vitro評価:抗リンパ増殖活性
- 要約
- 1. はじめに
- 2. 材料および方法
- 2.1. コロイド銀(Agc)<2 4 9 1><8 0 6 1>グルネチン安定化コロイド銀は、MICRODYN(Mexico)から0. 2μ m filter,Millipore,USA)によって滅菌し、in vitroアッセイのために1 0%FBSを補充したRPMI−1 6 4 0で1 0. 2.2. 試薬<2 4 9 1><8 0 6 1>フィトヘマグルチニン(5μ g/mlの用量で使用)およびコンカナバリンA(5μ g/mlの用量で使用)を、Sigma−Aldrich(St. ドキソルビシン(LEMERY S.A.de C.V.,México)を室温で3.4mM原液としてRPMI1640に保存し、LPS(e.coli0111:B4,Sigma-Aldrich)を10ng/mLで調製して、ヒト末梢血単核細胞を処理した。 2.3. AgC特性評価
- 2.4. 末梢血単核細胞(PBMC)
- 2.6. サイトカインアッセイ
- 2.7. 増殖およびIL−2アッセイ<2 4 9 1><8 0 6 1>PBMCを、組織不透過性密度勾配遠心分離によって単離し、PBSで3回洗浄し、希釈剤C中に1 0 6細胞/mLで再懸濁した。 Louis、MO)で希釈し、室温で3分間インキュベートし、次いで、等量のFBSに加え、室温でさらに2分間インキュベートして、標識を停止させた(”Rimaniol e t a l.,2 0 0 1,2 0 0 2,2 0 0 3,2 0 0 4,2 0 0 5,2 0 0 6,2 0 0 7,2 0 0 8,2 0 0 9,2 0 0 9,2 0 0 9,2 0 0 9,2 0 0 9,2 0 0 9,2 0 0 9,2 0 0 9,2 0 0 9,2 0 0 9,2 0 0 9,2 0 0 9,2 0 0 9,, 2003 .「その後、PBMCを1×1 0 6細胞/mLの濃度で調整し、1 7. PBMCの上清中のIL−2含量の量を、ヒトIL−2高感度ELISAキット(検出限界0. 2.8. 亜硝酸塩/硝酸塩生産の決定<2 4 9 1><8 0 6 1>亜硝酸塩および硝酸塩レベルは、nitrate reductase(Nitrate/Nitrite Colorimetric Assay Kit Cayman,USA)を使用して、製造業者の指示に従って比色Griess反応によ 血清亜硝酸塩/硝酸塩レベルをnM/2 0 0μ Lとして表した。 2.9. 細胞表面抗原
- 2.10. FITC−デキストラン取り込み<2 4 9 1><8 0 6 1>樹状細胞(Dc)をPBMCから作製し、0. 3 7℃で2時間後、非付着性細胞を除去し、付着性単球を、続いて、1 0%FBSおよび8 0 0U/ml rhuGM−CSF(Peprotech、Mexico)および5 0ng/ml IL−4(Peprotech、Mexico)を補充したRPMI−1 6 4 0中で5日間培養した。 その後、細胞を17.5ng/mLの濃度でコロイド銀で処理し、72時間37℃および5%CO2雰囲気でインキュベートした。 DCエンドサイトーシスを、1×1 0 6細胞を1mg/ml FITC−デキストラン(B D)と共に3 7℃で3 0分間インキュベートすることによって評価した。 コントロールは、エンドサイトーシスのプロセスを阻害するために4℃でFITC-デキストランとインキュベートチューブと0時間の時点で実行される基礎取込 取り込みをFACS分析(1点当たり1 0,0 0 0細胞)によって定量した。 生存率は、トリパンブルー排除技術によって決定された。 2.11. 統計分析
- 3. 検索結果
- 3.1. コロイド銀の特性評価
- 3.2. 細胞増殖とIL-2産生の決定
- 3.3. リンパ系および白血病癌細胞株に対するAgCの細胞毒性効果
- 3.4. サイトカイン決定
- 3.5. 細胞表面マーカーの表現型決定
- 3.6. 過酸硝酸塩およびFITC-デキストラン測定の取り込み
- 4. ディスカッション
- 競合する利益
- 謝辞
要約
コロイド銀(AgC)は現在、ヒトによって使用されており、吸入、注射、摂取、皮膚接触によ しかし、免疫学的活性に関する情報は限られており、コロイド銀を用いたより多くの調査が必要である。 本研究では、AgCの効果(17。5ng/mL)ヒト末梢血単核細胞(PBMC)とマクロファージ(食作用)と白血病とリンパ腫癌細胞株(1.75-17.5ng/mL)の細胞毒性を用いた免疫学的パラメータ(増殖と免疫表現型) AgCは有意に()インターロイキン-2(IL-2)生産とその細胞の生存率に影響を与えることなく、PBMCのフィトヘマグルチニンまたはコンカナバリンAによって誘導された増殖を減少させるが、癌細胞に対する細胞毒性効果を有することが観察された。 IL−2、IL−4、IL−6、IL−1 0、INF−γ、およびIL−1 7aサイトカイン産生ならびにCD3+、CD3−CD1 9+、CD3+CD4+、CD3+CD8+、およびCD1 6+CD5 6+PBMC表現型は、A Gcによ コロイド銀は免疫系細胞に対して無害で無毒であり,マイトジェンで刺激されたときに細胞増殖を減少させることによって免疫応答を妨害する能力がAgcの抗リンパ増殖能を示したことを示した。
1. はじめに
物質の生物活性は、抗腫瘍作用または抗増殖作用に関連する特性を同定するためにスクリーニングされています。 この活性を有する製品は、癌または自己免疫などの炎症に関連する疾患の治療のための臨床実践において使用されてきた。 銀製品は、衛生のために、抗菌剤として何千年もの間使用されてきました。 1964年以来、コロイド銀(AgC)は米国のbiocidal材料として登録されていました;メキシコでは、AgCは人間の消費のための水そして食糧の殺菌剤として一般的です。 一般に、これらの生成物は、酸化状態がゼロ(Ag+0)の金属ナノ粒子と、Ag+1、+2、または+3の酸化状態を有する銀塩の混合物である。 抗菌性および抗腫瘍性が銀の酸化状態に依存することを示す研究がある。 銀ナノ粒子(AgNPs)と銀イオン(Ag+)は、表面的な電荷相互作用のために異なるレベルの毒性を有する。 銀イオンは負のタンパク質群と相互作用して細胞膜や細胞質タンパク質に構造変化を生じ、AgnpはDNAと相互作用して損傷や構造遮断を引き起こすため、より毒性が高くなる。 MCF-7癌細胞に対するAgCの抗癌活性は、おそらく乳酸デヒドロゲナーゼを減少させ、スーパーオキシドジスムターゼ活性を増加させることによって誘導されたアポトーシスによるものである;対照的に、PBMCでは、乳酸デヒドロゲナーゼ活性はAgCと減少したが、それは細胞死と相関しなかった。 銀ナノ粒子の研究と比較して、ナノ粒子とイオンの混合物としてのコロイド銀の効果に関するヒトの免疫学的および癌パラメータに関する科学的 本研究は、コロイド銀の抗増殖特性とPBMC上の細胞免疫表現型、サイトカイン産生、および食作用に及ぼす影響を探索するために設計されました。
2. 材料および方法
2.1. コロイド銀(Agc)<2 4 9 1><8 0 6 1>グルネチン安定化コロイド銀は、MICRODYN(Mexico)から0. 2μ m filter,Millipore,USA)によって滅菌し、in vitroアッセイのために1 0%FBSを補充したRPMI−1 6 4 0で1 0.
2.2. 試薬<2 4 9 1><8 0 6 1>フィトヘマグルチニン(5μ g/mlの用量で使用)およびコンカナバリンA(5μ g/mlの用量で使用)を、Sigma−Aldrich(St. ドキソルビシン(LEMERY S.A.de C.V.,México)を室温で3.4mM原液としてRPMI1640に保存し、LPS(e.coli0111:B4,Sigma-Aldrich)を10ng/mLで調製して、ヒト末梢血単核細胞を処理した。
2.3. AgC特性評価
2.3. AgC特性評価
コロイド銀の形態は、電界放出走査電子顕微鏡(Sem)(Nova Nanosem200FEI)を用いて調べた。 コロイド溶液(5 0μ l)を炭素テープ上に置き、室温で乾燥させた。 ナノ粒子サイズおよび分布の測定は、nanosizer NS9 0Malvern Instruments(Malvern Instruments、UK)によって実施される動的光散乱(dls)を使用して決定され、dlsによって与えられるサイズ分布は、強度の百分率として報告され、結果は、少なくとも3つの測定値の平均値として提示された。 UV−visによって測定された共鳴プラズモンを、Nanodrop分光光度計2 0 0 0(Thermo Fisher Scientific)を使用して、3 0 0〜6 0 0nmの範囲で観察した。
2.4. 末梢血単核細胞(PBMC)
健康なヒトボランティアからの血液の単離は、ヘパリン化注射器で得られ、滅菌ポリプロピレンチューブに入れられた。 PBMCをさらに、2 5℃で4 0 0gで3 0分間、Histopaque1. PBMCを、1 0%ウシ胎児血清(FBS)および1%抗生物質−抗真菌溶液(完全RPMI培地と称する)を添加したRPMI1 6 4 0培地で2 5 0g、2 5℃で1 0分間、2回洗浄した。<4 9 4 3><8 5 8 0>2. 細胞生存率
PBMCを完全なRPMI培地中で1×106細胞/mLに調整し、17.5ng/mLのコロイド銀を加え、37℃および5%CO2雰囲気下で72時間インキュベートした。 その後、2 5 0gでの遠心分離によって上清を除去した。 細胞生存率は比色MTT還元アッセイによって決定され、ホルマザン産生から得られる光学密度は570nmで読み取られた。 細胞生存率は、未処理の対照と比較した生存率の割合として表した。 結果は、3つの独立した実験の平均±SDとして与えた。<4 9 4 3><8 0 6 1>K5 6 2(慢性骨髄性白血病)、molt−4(急性リンパ芽球性白血病)、Ramos(Burkittリンパ腫)、およびL5 1 7 8Y(リンパ腫)癌細胞株を、American Type Culture Collection(ATC C,Manassas,V A,USA)から購入し、完全なRPMI培地 細胞を3 7℃および5%CO2雰囲気で増殖させた。 癌細胞株(5×103細胞/ウェル)を96ウェルプレート上にめっきし、24時間37℃で5%CO2雰囲気中でインキュベートした。
培養後、培地を除去し、コロイド銀を1.75-17.5ng/mLの濃度で添加した。 次いで、プレートを5時間、3 7℃および5%CO2雰囲気でインキュベートした。 その後、上清を除去し、細胞をRPMI1 6 4 0培地で2回洗浄した。 細胞生存率は、トリパンブルー排除法によって決定され、細胞毒性は、未処理の対照と比較して、50%(LD50)および100%(LD100)細胞増殖阻害として表された。 結果は、3つの独立した実験の平均±SDとして与えた。
2.6. サイトカインアッセイ
AgC処理PBMCからの上清は、サイトカインレベルについて分析しました。 IL−2、IL−4、IL−6、IL−1 0、IFN−γ、TNF−α、およびIL−1 7aヒトサイトカインを、cba T H1/T H2/T H1 7サイトカインキットB D(商標)(BD Bioscience、Bedford、M A、USA)を用いて、製造業者の説明書に従 0ソフトウェア(Soft Flow Inc.、アメリカ)。 タンパク質値を、さらなる比較のためにNIBSC/WHOタンパク質標準に変換した。
2.7. 増殖およびIL−2アッセイ<2 4 9 1><8 0 6 1>PBMCを、組織不透過性密度勾配遠心分離によって単離し、PBSで3回洗浄し、希釈剤C中に1 0 6細胞/mLで再懸濁した。 Louis、MO)で希釈し、室温で3分間インキュベートし、次いで、等量のFBSに加え、室温でさらに2分間インキュベートして、標識を停止させた(”Rimaniol e t a l.,2 0 0 1,2 0 0 2,2 0 0 3,2 0 0 4,2 0 0 5,2 0 0 6,2 0 0 7,2 0 0 8,2 0 0 9,2 0 0 9,2 0 0 9,2 0 0 9,2 0 0 9,2 0 0 9,2 0 0 9,2 0 0 9,2 0 0 9,2 0 0 9,2 0 0 9,2 0 0 9,2 0 0 9,, 2003 .「その後、PBMCを1×1 0 6細胞/mLの濃度で調整し、1 7. PBMCの上清中のIL−2含量の量を、ヒトIL−2高感度ELISAキット(検出限界0.
2.8. 亜硝酸塩/硝酸塩生産の決定<2 4 9 1><8 0 6 1>亜硝酸塩および硝酸塩レベルは、nitrate reductase(Nitrate/Nitrite Colorimetric Assay Kit Cayman,USA)を使用して、製造業者の指示に従って比色Griess反応によ 血清亜硝酸塩/硝酸塩レベルをnM/2 0 0μ Lとして表した。
2.9. 細胞表面抗原
2.9. 細胞表面抗原
PBMCのフローサイトメトリー分析は、1×106細胞/mLの濃度で調整し、17.5ng/mLの濃度でコロイド銀で処理し、プレートは72時間37℃と5%CO2atmosphere atmosphereでインキュベートした。 その後、6 0 0gで1 0分間遠心分離することにより細胞を回収し、1組の抗体CD3+FITC/CD8+、PE/CD4 5+、及びPercp/CD4APC、又は別の抗体CD3+FITC/CD1 6+、CD5 6PE/CD4 5、及 次いで、4 5 0μ lの1x B D FACS(商標)溶解溶液を添加し、暗所で室温で1 5分間インキュベートすることにより、赤血球を溶解した。 その後、試料を細胞計上で分析する準備ができていた。 この取得は、B D Worklist Managerソフトウェアと共にB D Multisetソフトウェアを使用してAccuri C6B D機器上で実施した。 自動化されたゲーティングは、各サブセット集団の容易な分析のために使用された。
2.10. FITC−デキストラン取り込み<2 4 9 1><8 0 6 1>樹状細胞(Dc)をPBMCから作製し、0. 3 7℃で2時間後、非付着性細胞を除去し、付着性単球を、続いて、1 0%FBSおよび8 0 0U/ml rhuGM−CSF(Peprotech、Mexico)および5 0ng/ml IL−4(Peprotech、Mexico)を補充したRPMI−1 6 4 0中で5日間培養した。 その後、細胞を17.5ng/mLの濃度でコロイド銀で処理し、72時間37℃および5%CO2雰囲気でインキュベートした。 DCエンドサイトーシスを、1×1 0 6細胞を1mg/ml FITC−デキストラン(B D)と共に3 7℃で3 0分間インキュベートすることによって評価した。 コントロールは、エンドサイトーシスのプロセスを阻害するために4℃でFITC-デキストランとインキュベートチューブと0時間の時点で実行される基礎取込 取り込みをFACS分析(1点当たり1 0,0 0 0細胞)によって定量した。 生存率は、トリパンブルー排除技術によって決定された。
2.11. 統計分析
結果はANOVAによって評価され、治療間のサイトカインレベルの中央値はMann–Whitney検定を使用して比較されました。
3. 検索結果
3.1. コロイド銀の特性評価
水と細胞培養培地に溶解したコロイド銀の特性を動的光散乱(DLS)によって分析し、水に溶解したコロイド銀は平均サイズ100nm、多分散指数0.2を示し、細胞培養培地に溶解したコロイド銀は平均サイズ155nm、多分散指数0.23を示した(図1(a)と1(b))。 SEM画像は、50と190nmの間の粒径を有する水に溶解した粒子集団を示した(図1(c)と1(d)); 細胞培養培地に溶解したコロイド銀は、ナノ粒子といくつかの銀塩の組み合わせを示した(図1(e)と1(f));しかし、DLSによって得られた平均サイズは、粒子のヒス コロイド銀の分析から,この溶液は銀塩によって形成されたナノ粒子とクラスターによって形成された半球体形状と不均一な集団を有することが示唆された。 AgCを特性化した後、我々は異なる生物学的効果を評価するために進んだ。
3.2. 細胞増殖とIL-2産生の決定
まず、我々は以前に乳癌細胞で使用される細胞毒性用量がリンパ球やマクロファージの機能に影響を与えるかどうかを決定 その結果、コロイド銀処理はPBMC細胞増殖および細胞数に有意に影響しないことが示され、マイトジェンCon aまたはPHAによる処理は、未処理の対照と比較して細胞増殖および細胞数を有意に増加させ、興味深いことに、AgC/Con AまたはAgC/PHAによる併用処理は、PBMCの細胞増殖および細胞数を有意に減少させた(図2および3)。 同様の結果が、蛍光色素PK H2 6(対照(9 4%)、Con A(1 6 5%)、PHA(1 5 6%)、Agc(9 1%)、Agc+Con A(8 0%)、およびAgc+PHA(7 7%))を用いたフローサイトメトリーおよび蛍光顕微鏡によって観察された(図3、4、およ さらに、AgC治療は対照(15pg/mL)と比較してIL-2産生に影響しなかった()が、PBMCをPHA(176pg/mL)またはCon A(150pg/mL)で刺激したときにIL-2産生の増加が見られ、AgC+Con A(15pg/mL)また
(a)
(a))
(b))
(c))
(d)
(d))
(e)
(a)
(b)
(c)(d)
(d)
(e)(f)
(f)(g)
(g)
3.3. リンパ系および白血病癌細胞株に対するAgCの細胞毒性効果
我々の結果は、白血病(Molt-4およびK562)およびリンパ腫細胞株(RamosおよびL5178Y)に対するAgCの抗増殖性および細胞毒性特性を用量依存的に(1.75-17.5ng/mL)で確認した(図6)。
3.4. サイトカイン決定
AgC処理以外に、未処理の対照と比較して、IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、IFN-γ、IL-17A(0pg/mL)、またはTNF-α(5.84pg/mL)の産生には影響しなかった。 しかし、陽性対照として使用されたLPS処理は、評価された全てのサイトカインの高産生を誘導した(表1)。
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
メモ。 A GcまたはLPSでの処置後のIL−2、IL−4、IL−6、IL−1 0、TNF、INF、およびIL−1 7Aの全産生を、陽性対照として使用した。 データは、3つの独立した実験の平均±標準偏差を表しています。 . AgC、コロイド銀;LPS、リポ多糖類。 |
3.5. 細胞表面マーカーの表現型決定
我々の結果は、AgC処理は、コントロール()と比較して、細胞集団CD3+(79.7%)、CD3−CD19+(10.2%)、CD3+CD4+(52.2%)、CD3+CD8+(33.9%)、およびCD16+CD56+(7.6%)の発現の割合に影響を与えなかったことを示した(表2)。
|
|||||||||||||||||||||||||||
メモ。 PBMCからのリンパサブセットの代表的なフローサイトメトリー分析。 データは、3つの独立した実験の平均±標準偏差を表しています。 AgC、コロイド銀。 |
3.6. 過酸硝酸塩およびFITC-デキストラン測定の取り込み
コロイド銀処理(99%)は、樹状細胞の生存率(図7(a))または評価された過酸硝酸塩のレベル(図7(b))に影響
(a))
(b))
(c))
(a)
(b)
(c)
(b)
(c)
(c))
4. ディスカッション
癌治療に使用されるいくつかの化学療法剤(シクロホスファミド、ビンブラスチン、ビンクリスチン、ブレオマイシン、シスプラチン)は抗増殖性および細胞毒性効果を有することが知られているが、低用量では免疫応答を刺激することができる。 このシステムの損傷が体の恒常性に影響を与える可能性があるため、あらゆる物質の免疫系への影響をテストする必要があります。 本研究では、コロイド銀の分析は、おそらく完全な培地に含まれるタンパク質との相互作用に由来する銀塩によって形成されたナノ粒子とクラスターの不均一な集団の存在を示唆している。 タンパク質と脂質の存在による生体液中の銀粒子の凝集効果が報告されている。 さらに、我々の結果は、AgC(17.5ng/mL)がマイトゲンによって誘導されるIL-2の産生を阻害することができることを示した。 したがって、PBMCで誘導される免疫抑制は、IL-2放出の阻害によって媒介される可能性がある。 シクロスポリンやアザチオプリンなどのいくつかの薬物の免疫抑制活性は、リンパ球がPHA、Con A、またはpokeweedマイトジェンなどの試薬によって刺激されると、リンパ球の増殖およびサイトカイン(INF-γ、IL-2、RANTES、TGF-β、およびTNF-α)の産生の阻害によって確証されている。 IL-2はT細胞のためのautocrineの成長因子であり、生産はimmunosuppressants tacrolimus(FK506)またはmycophenolic酸との処置によって選択式に禁じられました。 免疫抑制剤(コルチコステロイド)は、悪性リンパ細胞のアポトーシスを誘導するため、リンパ悪性腫瘍の治療に使用されることが知られている。 我々は、直径の10-100nmの範囲の銀粒子が大きなサイズの粒子よりも細胞毒性であることを述べた以前の報告にもかかわらず、白血病およびリンパ腫細胞株 PBMCと骨髄およびリンパ系起源癌細胞との間の選択性のメカニズムを知る必要があり、”Vega and De Maio,2005″によって議論されているような受容体媒介アポトーシスの分野で将来の研究が開発されるべきである。”リンパ腫治療におけるグルココルチコイド耐性のために、腫瘍細胞はグルココルチコイドの存在下で拡張を続ける。 このため、AgCは考慮すべき新しい臨床選択肢を提供する可能性がありますが、関連するより多くの研究が必要です。 一方、我々の結果は、サイトカイン産生とT、B、およびNK細胞によって発現される表面マーカーの割合は、免疫抑制剤効果がシグナル伝達経路の干渉と脂肪酸の代謝に起因するラパマイシンやソラフェンなどの他の免疫抑制剤とは反対に、AgC(17.5ng/mL)に応答して影響されないことを示している。 さらに、免疫系細胞が生体材料に応答して活性化され得るという証拠があるが、MHC/ペプチド/TCR誘導シグナル伝達経路は期待されていない。 しかし、代替の認識されない経路は、マイトジェン誘導リンパ球増殖などの原形質膜表面上の糖タンパク質を架橋することによって活性化につな ペルオキシナイトライトに関しては、コロイド銀(17.5ng/mL)は、その産生を誘導しなかったが、食作用活性は、おそらく非特異的な方法でコロイド銀の取込 他の著者らは、5、10、15、および100nmの範囲の銀ナノ粒子がミトコンドリア機能に影響を与える活性酸素種を増加させ、銀粒子の食作用がS期の細胞周期をブロックし、活性酸素種の生成を介して炎症性シグナル伝達を刺激し、続いてTNF-αの分泌を刺激し、ラット肝細胞の生存率を低下させたことを記載している。
結論として、本研究は、免疫系細胞に対するコロイド銀の無毒性と、マイトジェンで刺激されたときに細胞増殖を減少させることによって免疫応答を妨害する能力を示しており、コロイド銀は免疫抑制剤とみなすことができることを示唆しているが、その有効性と作用機序を確立するためには、より多くの研究が行われなければならない。
競合する利益
著者らは、この論文の出版に関して利益相反はないと宣言している。
謝辞
この研究は、登録番号253053、CONACYTの”Red Temática de Inmunología en Cáncer y Enfermedades Infecciosas”と共同で、ヌエボ-レオン自治大学生物科学学部免疫学およびウイルス学研究室によってサポートされています。