不同刚度Ⅰ型胶原凝胶三维环境调控NK细胞免疫功能

作     者：龙世棋 吴翠芳 曾柱 LONG Shiqi;WU Cuifang;ZENG Zhu

作者机构：贵州医科大学基础医学院/生物与工程学院免疫学教研室贵阳550029 

出 版 物：《四川大学学报（医学版）》 (Journal of Sichuan University(Medical Sciences))

年 卷 期：2024年第55卷第1期

页      面：81-86页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(No.12132006、No.32371373)资助 

主　　题：Ⅰ型胶原 细胞外基质 力学 杀伤细胞 免疫应答 

摘      要：目的构建不同刚度Ⅰ型胶原凝胶并探讨其三维(three-dimensional,3D)培养环境对自然杀伤(natural killer,NK)细胞形态、自由迁移能力以及细胞杀伤功能的影响。方法分离Sprague Dawley(SD)大鼠鼠尾Ⅰ型胶原蛋白并制备不同刚度的胶原凝胶,通过激光共聚焦显微镜观察其微结构,流变仪测量平台期的储能模量表征其刚度。将NK-92MI细胞培养于不同刚度Ⅰ型胶原凝胶中,倒置显微镜观察NK-92MI细胞的形态,高内涵成像系统记录NK-92MI细胞的自由迁移过程,分析迁移速度和距离。不同刚度的Ⅰ型胶原凝胶培养NK-92MI细胞24、48 h,再与人结直肠腺癌上皮细胞(DLD-1)共培养后,用CCK8法检测DLD-1细胞增殖率,分析NK-92MI细胞的细胞杀伤能力。结果成功制备出刚度为(10.97±2.10)Pa的低刚度Ⅰ型胶原凝胶和刚度为(114.50±3.40)Pa的高刚度Ⅰ型胶原凝胶。与在低刚度Ⅰ型胶原凝胶中相比,在高刚度Ⅰ型胶原凝胶中,NK-92MI细胞呈现更细长的形态(P0.05),细胞平均面积减少〔(69.88±26.97)μm^(2)vs.(46.59±21.62)μm^(2),P0.05〕,细胞圆度减小(0.82±0.12 vs.0.78±0.18,P0.05),细胞迁移速度降低〔(2.50±0.91)μm/min vs.(1.70±0.72)μm/min,P0.001〕,迁移距离缩短〔(147.10±53.74)μm vs.(98.03±40.95)μm,P0.0001〕,差异均有统计学意义。与低刚度Ⅰ型胶原凝胶相比,高刚度Ⅰ型胶原凝胶培养24 h的NK-92MI细胞可促进DLD-1细胞增殖〔增殖率(46.39±12.79)%vs.(65.87±4.45)%,P0.05〕,降低细胞杀伤能力,48 h的比较结果类似〔增殖率(31.36±2.88)%vs.(74.57±2.16)%,P0.05〕,差异均有统计学意义。结论不同刚度Ⅰ型胶原凝胶3D培养环境可改变NK-92MI细胞的形态、迁移能力以及杀伤功能。该研究为探索和理解生物力学微环境影响NK细胞免疫应答机制提供了研究基础,为优化免疫治疗方案提供理论依据。