自然殺傷細胞(NK)作為先天免疫細胞，具有直接殺死惡性細胞的能力，對比基于T細胞的免疫治療，NK細胞不存在移植物抗宿主病(GVHD)、細胞因子釋放綜合征(CRS)、神經(jīng)毒性等風(fēng)險，因此NK細胞被認(rèn)為是具有巨大潛力的免疫治療工具。目前NK細胞應(yīng)用于臨床的最大阻礙就是如何高效擴增NK細胞，今天我們通過一篇研究文章解析來了解NK細胞擴增技術(shù)的newest進展。
正常外周血中NK細胞僅占淋巴細胞的5%-15%，同時NK細胞的產(chǎn)生會隨年齡增長和新陳代謝減緩而減少。但是NK細胞的一大優(yōu)勢在于他的來源很廣泛，如外周血單核細胞(PBMCs)、臍帶血(UCB)細胞、誘導(dǎo)多能干細胞(iPSCs)、NK細胞系等均可在體外生成NK細胞。文章以此為切入點將不同來源的NK細胞進行分類，針對每一種不同的細胞來源提出不同的擴增方案，同時詳細的介紹了科學(xué)家如何用newest的基因編輯理論和技術(shù)去改造NK細胞，及影響其細胞功能的細胞因子，Maximum extent的開發(fā)NK細胞的免疫功能。
免疫治療中NK細胞的來源和增強能力的策略。各種類型的細胞，包括PBMC、UCB、iPSCs和NK細胞系，已經(jīng)被用作產(chǎn)生NK細胞用于免疫治療的來源。基因修飾技術(shù)、分化方案和新的合成試劑已被開發(fā)用于改善NK細胞的功能
iPSC或胚胎干細胞(ESC)衍生的NK細胞因其具有同質(zhì)性、高毒性的NK細胞產(chǎn)物而受到科學(xué)界的廣泛關(guān)注。PBMC因其易于收集、易于體外擴增、無毒副作用等優(yōu)點，成為NK細胞的主要來源之一，因此著重介紹。
NK 細胞系或誘導(dǎo)多能干細胞 (iPSC)，分離的 NK 細胞在存在或不存在的情況下利用細胞因子刺激進行擴增的飼養(yǎng)細胞
研究發(fā)現(xiàn)使用多細胞因子聯(lián)合培養(yǎng)比單一細胞因子培養(yǎng)更能有效地誘導(dǎo)NK細胞增殖，IL-2和IL-18聯(lián)用的組合擴增效果最理想。而IL-12、IL-15和IL-18的組合可以預(yù)先激活NK細胞，賦予NK細胞記憶表型。想要進一步促進NK細胞增殖的話可以加入OK432，科學(xué)家也開始嘗試使用被輻射過的腫瘤細胞系和腫瘤細胞膜顆粒來擴增NK細胞，但是這些方案存在較大的風(fēng)險，畢竟輻射的效果和強度并不是完全可控的，開發(fā)成熟的培養(yǎng)系統(tǒng)是目前發(fā)展的主流方向。
IL-12、IL-15 和 IL-18證明可誘導(dǎo)細胞因子記憶
換一個角度，我們也可以從NK細胞的本身著手，得益于飛躍式發(fā)展的基因編輯技術(shù)，我們可以人為干預(yù)基因表達，通過修飾與NK細胞代謝和復(fù)制相關(guān)的基因，可以延長NK細胞的活躍期。有科研小組利用 CRISPR-CAS9技術(shù)刪除了NK細胞的CISH基因；使用逆轉(zhuǎn)錄病毒細胞轉(zhuǎn)染NK細胞來表達TERT基因，這樣調(diào)整CISH和TERT蛋白的含量可以有效的增強抗腫瘤活性。
從人 iPSC 獲得克隆 CISH-/- iPSC-NK 細胞的示意圖。在 WT iPSC 中進行 CRISPR/Cas9 介導(dǎo)的 CISH KO，在克隆水平鑒定 CISH-/-iPSC。克隆擴增后，CISH-/- iPSC 通過造血分化為 CD34+ 造血祖細胞，然后使用先前報道的方法通過 NK 細胞分化為 CISH-/- iPSC-NK 細胞
攻克了NK細胞產(chǎn)量和細胞毒性的難題后，我們需要考慮如何將NK細胞大規(guī)模的應(yīng)用于臨床操作。根據(jù)前文的介紹，NK細胞的操作和生產(chǎn)過程需要頻繁補充新鮮培養(yǎng)基、細胞因子和生長因子，以確保NK細胞在最佳環(huán)境中生長，這無疑增加了引入外部污染物的風(fēng)險，同時也要考慮生產(chǎn)成本的問題，開發(fā)完全自動化、封閉的NK細胞生產(chǎn)系統(tǒng)是必然之舉。
目前用于大規(guī)模生產(chǎn)NK細胞的封閉培養(yǎng)系統(tǒng)有滲透性細胞培養(yǎng)瓶G-Rex (Wilson Wolf Manufacturing, New Brighton, MN, USA)和波式生物反應(yīng)器(GE Healthcare Life Sciences, Chicago, USA)。這些培養(yǎng)系統(tǒng)不需要反復(fù)更換液體或操作細胞，大大降低了污染的風(fēng)險。此外，封閉的環(huán)境和培養(yǎng)瓶的自動化會產(chǎn)生更多活躍的NK細胞。
智能生產(chǎn)操作系統(tǒng)流程（1）開始細胞加工和儲存，包括開始細胞選擇、分離和冷凍保存；（2） 擴展和功能改進，包括NK細胞培養(yǎng)、基因工程、質(zhì)量控制系統(tǒng)和包裝；（3） 儲存時，產(chǎn)品被冷凍保存。在制造過程中，質(zhì)量控制系統(tǒng)涉及自動取樣、測試結(jié)果評估和智能調(diào)整，生產(chǎn)過程與監(jiān)控系統(tǒng)相互作用。樣品、測試和過程運行參數(shù)的所有信息均由監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控。
NK細胞的豐富來源給了科學(xué)家更多的選擇，開發(fā)具有針對性的擴增方案可以極大提高NK細胞的增值效率。基因編輯可以從根本上解決NK細胞因為缺乏體內(nèi)記憶性而作用時間較短的弊端。全自動化封閉生產(chǎn)系統(tǒng)加速了NK細胞大規(guī)模投入臨床使用的步伐。
對比熱門的T細胞免疫治療，NK細胞在治療殘余腫瘤和控制復(fù)發(fā)方面具有不可替代的優(yōu)勢，我們可以預(yù)測基于NK細胞的免疫治療在未來會發(fā)揮巨大的臨床作用，為病人們帶去治愈的希望。
產(chǎn)品推薦： AMMS?NK試劑盒套裝
北京同立海源生物自主研發(fā)的AMMS?NK試劑盒套裝，國內(nèi)First paragraph通過美國FDA DMF II類備案，備案號DMF 035588。該款試劑盒采用自體外周血或臍血細胞中分離得到的單個核細胞，經(jīng)體外操作使NK細胞活化擴增，最終得到高純度高效應(yīng)的NK細胞。經(jīng)過大量的測試數(shù)據(jù)表明，該款試劑盒處于國內(nèi)lead地位。
解讀文獻：
[1] Fang, F., Xie, S., Chen, M. et al.Advances in NK cell production. Cell Mol lmmunol 19,460–481 (2022). https://doi.org/10.1038/s41423-021-00808-3.
訂購方法
銷售熱線：010-88681766
QQ 客服：2850881917
企業(yè)微信：18610367518
郵箱：order@seafrom.cn
官網(wǎng)：www.seafrom.com
推薦閱讀：
3、北京同立海源生物與上海雅科生物科技有限公司達成戰(zhàn)略合作，共同助力細胞藥物研發(fā)
關(guān)于北京同立海源生物科技有限公司：
北京同立海源生物科技有限公司，專注細胞和基因治療（CGT）上游GMP級原料試劑研發(fā)，致力于為生命科學(xué)提供可靠的產(chǎn)品與服務(wù)。產(chǎn)品涉及真核重組蛋白、細胞分選試劑、無血清培養(yǎng)基、細胞培養(yǎng)試劑盒、工具酶。為細胞和基因治療、mRNA開發(fā)、抗體藥物開發(fā)、細胞儲存等生物制藥和IVD領(lǐng)域提供核心原料試劑與服務(wù)。公司建有符合cGMP標(biāo)準(zhǔn)的萬級潔凈車間，包括哺乳動物細胞表達蛋白質(zhì)工程平臺、細胞培養(yǎng)技術(shù)開發(fā)平臺、體外診斷試劑生產(chǎn)平臺，通過ISO13485和ISO9001雙認(rèn)證，部分產(chǎn)品已獲美國FDA DMF備案。