MDSCs细胞完整解决方案

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什么是MDSCs?
 
 
骨髓来源的抑制性细胞(Myeloid-derived suppressor cells,MDSCs)是骨髓来源的一群异质性细胞,是树突状细胞(dendritic cells,DCs)、巨噬细胞和(或)粒细胞的前体,具有显著抑制免疫细胞应答的能力。

20多年前在癌症病人中最先发现并被描述。然而这群细胞在免疫系统中的重要作用才被认识到,大量的证据证明它们在癌症和其他疾病中具有负向调控免疫应答的功能。
在肿瘤、感染、炎症、败血症、外科损伤等其它病理条件下,受细胞因子的作用,这些髓系来源的前体细胞成熟受阻,因而停留在各个分化阶段,成为具有免疫抑制功能的MDSCs。它们并在细胞因子的作用下被募集、迁移、扩增,使得其在外周血中的数量和比例增加10倍左右,约占患者外周血单个核细胞(PBMC)的10%,贯穿疾病发生的整个过程。

MDSCs的起源
 
 
MDSCs来源于骨髓祖细胞和未成熟髓细胞(immature myeloid cells,IMCs)。正常情况下,是树突状细胞(DC)、巨噬细胞和粒细胞的前体,能迅速地分化为成熟的粒细胞、DCs 和巨噬细胞,并进入相应的器官、组织,发挥正常免疫功能,IMCs占外周血单个核细胞的0.5%左右。MDSCs还可以分化为肿瘤环境中的肿瘤相关巨噬细胞(TAM),这些巨噬细胞是具有不同于MDSC的表型和功能的细胞。
 
Reference:Myeloid-derived-suppressor cells as regulators of the immune system
MDSC可以通过不同的机制对不同的免疫细胞发挥双重的“阴阳”作用。 MDSC抑制T细胞,B细胞,NK细胞和DC。同时,MDSC还可以促进TAM,Treg,Th17细胞以及肿瘤的血管生成和转移。
 
Reference:Myeloid-derived suppressor cell: roles in the tumor microenvironment and tumor radiotherapy.

MDSC参与癌症中骨髓细胞分化的概述

 

 
 
在癌症和慢性炎症中,骨髓和脾脏增加成熟和未成熟骨髓细胞的输出,其包括单核细胞和嗜中性粒细胞之间的光谱。 在小鼠中,单核细胞MDSC(M-MDSC)是CD11b+ Ly6Chi Ly6G-,而中性粒细胞(PMN-MDSC)是CD11b+ Ly6Glo Ly6C+。 在实体瘤中,M-MDSC通过向巨噬细胞的中间步骤,其中Ly6C逐渐下调并且MHCII、F4/80和CX3CR1被上调。 在慢性炎症下,单核细胞谱系显示出对抗凋亡存活途径(主要由GM-CSF信号传导介导)阻断内在线粒体死亡途径的需求增加。类似的方案很可能发生在人类身上,然而细胞标记物是不同的。
Reference:Recommendations for myeloid-derived suppressor cell nomenclature and characterization standards

MDSC的发展和功能

 

 

肿瘤衍生因子影响骨髓细胞分化的不同阶段,导致病理活化的M-MDSC和PMN-MDSC的产生。 PMN-MDSC和M-MDSC迁移至淋巴器官和肿瘤部位。这些细胞的功能和作用在不同的位置是不同的。在外周淋巴器官中,PMN-MDSC保留高水平的各种ROS并引起抗原特异性T细胞抑制/耐受。 M-MDSC产生大量不同因子,使这些细胞不仅可以抑制抗原特异性,而且可以抑制非特异性T细胞应答。高度活化的STAT3维持M-MDSC并阻止其快速分化为DC或巨噬细胞。在肿瘤部位,主要由于缺氧的影响,MDSC中的STAT3活性显着降低。这导致M-MDSC快速分化成TAM。PMN-MDSC中的ROS水平显着降低,但ARG1的上调和其他因子增加导致非特异性T细胞的抑制,M-MDSC也是如此。PMN-MDSC迅速死亡。垂死细胞释放的因子也可能有助于免疫抑制机制。 
CMP,常见骨髓祖细胞; HSC,造血干细胞; GMP,粒细胞-巨噬细胞祖细胞; MDP,巨噬细胞/树突细胞祖细胞。
Reference:Myeloid-Derived Suppressor Cells 

MDSCs扩增的机制

 

 
诱导MDSCs的因素包括环氧化酶-2(COX2),前列腺素类干细胞因子(SCF),巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF),IL-6,粒单核细胞集落刺激因子(GM-CSF)和血管内皮细胞生长因子(VEGF)。MDSCs的信号通路主要由这些因素触发,两面神激酶(JAK)蛋白家族成员和转录活化因子(STAT3)聚集,它们是细胞生存、增殖、分化、凋亡相关的信号分子。
 
MDSCs活化的机制

 

诱导MDSCs活化的因子的表达主要由T细胞核肿瘤间质细胞的活化,它由不同的细菌或病毒产物或肿瘤细胞的死亡诱导。这些因子包括IFNγ, Toll-受体(TLRs)的配体,IL-13, IL-4 和转录生长因子-β (TGFβ),使MDSCs许多不同的信号通路活化,包括 STAT6, STAT1,核因子-κB (NF-κB)。

Reference:Myeloid-derived suppressor cell: roles in the tumor microenvironment and tumor radiotherapy.

MDSCs的主要标记物

 

 

 小鼠MDSCs的表型为CD11b+Gr-1+,其中又可分为:

     粒细胞样的MDSCs(CD11b+Ly6C-Ly6G+)
     单核细胞样的MDSCs(CD11b+Ly6C+Ly6G-)。

在正常生理状态下,CD11b+Gr-1+细胞在正常小鼠骨髓中占20%~30%,只有少量(2%~4%)存在于脾脏中,但不分布在淋巴结中,也不具备免疫抑制能力。当病理状态下,特别是肿瘤发生时,大量的非成熟状态的细胞聚集于多种器官中,通过细胞与细胞直接接触或分泌因子等途径,抑制机体的T 细胞发挥正常免疫功能。

小鼠(Ms)MDSC的表面和分子标记:
 
Subsets  Phenotypes Subsets Phenotypes
Ms PMN-MDSCs CD11b + Ms M-MDSCs CD11b +
Gr-1 + Gr-1 +
Ly6C lo Ly6C hi
Ly6G hi Ly6G lo
F4/80- F4/80+
CD115 lo CD115+
CCR2- CCR2+
CD124+/- CD124+
Arg1+ Arg1+
iNOS- iNOS+
ROS+ ROS+

小鼠MDSC分型:粒细胞样MDSC和单核细胞样MDSC

用于识别小鼠MDSC子集的门控策略。用于定义C57Bl/6无肿瘤或MCA203荷瘤小鼠的BM,血液和脾脏中的MDSC亚群。 排除黏连体后,对活的CD11b+细胞进行门控,并评估Ly6C和Ly6G细胞的比例。
Reference:Recommendations for myeloid-derived suppressor cell nomenclature and characterization standards

相关产品推荐
 
产品名称 产品编号 规格
Myeloid-Derived Suppressor Cell Isolation Kit, mouse 130-094-538 for 2×109 total cells
 
 人类MDSCs定义为Lin-HLA-DR-CD33+或CD11b+CD14-CD33+。
MDSCs通过多种途径和机制发挥免疫抑制功能,可通过表达Arg-1及iNOS,并产生ROS等抑制淋巴细胞,还可以诱导Treg产生间接抑制机体免疫应答等。
 
人(Hu)MDSC的表面和分子标记:
Subsets  Phenotypes Subsets Phenotypes
Hu PMN-MDSCs Lin- Hu M-MDSCs Lin-
CD11b + CD11b + 
CD33+ CD33+
HLA-DR- HLA-DR- 
CD15+ CD15-
CD14- CD14+
CD124+ CD124+
CD66b+ CD66b-
Arg1+ Arg1+
ROS+ ROS+

Reference:Myeloid-derived suppressor cell: roles in the tumor microenvironment and tumor radiotherapy.
 
人MDSC分型:粒细胞样MDSC和单核细胞样MDSC

 



用于识别MDSC子集的门控策略
健康供者和黑素瘤患者的外周血,排除黏连体并且对活PBMC进行门控(未显示)。 
(a)CD14+HLA-DR-/lo M-MDSC。 
           基于FSC和SSC参数门控单核细胞,并通过FMO对照定义HLA-DR下调。
(b)Lin-HLA-DR-CD33+ eMDSC。
(c)CD14-CD15+CD11b+ PMN-MDSC
Reference:Recommendations for myeloid-derived suppressor cell nomenclature and characterization standards

将细胞鉴定为MDSC所必需的最小表型特征物

 

 

Reference:Recommendations for myeloid-derived suppressor cell nomenclature and characterization standards

• 基础Panel推荐 
 
Mouse 指标 荧光素 产品编号
Total MDSC Gr-1 PerCP-Cy5.5 552093
CD11b FITC 557396
M-MDSC Ly6c APC 560595
PMN-MDSC Ly6G PE 551461

Human 指标 荧光素 产品编号
  CD11b PerCP-Cy5.5 550993
PMN-MDSC CD15 FITC 555401
M-MDSC CD14 APC 555399
e-MDSC CD33 PE 555450

 

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