改良THP-1活化试验用于体外鉴定药物诱导的全身性超敏反应

The Modified THP-1 Activation Assay for the In Vitro Identification of Drug-Inducing Systemic Hypersensitivity.

作者信息Martina Iulini, Ambra Maddalon, Valentina Galbiati, Emanuela Corsini
PMID35295210
发布时间2022-03-03
DOI10.3389/ftox.2022.814050

实验完整度

中

包含细胞系模型,功能性检测(CD86/CD54表达和IL-8释放),以及mRNA表达验证,但缺少动物模型和患者样本等其他层级。

主要模型

THP-1细胞系(人早幼粒细胞白血病细胞)

重点核对

细胞活力:通过PI染色检测,确保浓度下细胞活力≥75% 药物处理时间:24h和48h分别检测CD86和IL-8 阳性判定标准:CD86的RFI≥1.5,IL-8释放统计学显著,IL-8 mRNA表达2^-ΔΔCt≥3.0 实验重复数:每个药物进行三次独立实验 对照:使用PBS或DMSO作为溶剂对照

摘要

开发新的低分子量药物有很多失败的机会,并且是一个昂贵的过程。目前,没有筛选方法和/或模型来评估药物超敏反应(DHRs)在临床前阶段的风险。DHRs占药物不良反应的6-15%。虽然罕见,但DHRs对易感个体来说是一个严重的健康问题,在某些情况下会导致危及生命的病理。迄今为止,没有体外或体内敏感模型能够预测药物在临床前测试中的致敏潜力,这些反应只有在药物上市后才被强调,影响人群和公共卫生。本文描述了一种基于人早幼粒细胞系THP-1作为树突状细胞替代品来研究药物致敏潜力的新方法。该方法基于特定表面标志物(CD86和CD54)的上调和IL-8的产生。根据我们的经验,THP-1活化试验能够正确识别已知在人类中诱导全身性超敏反应的药物,包括与特定HLA相关的药物。这种方法可能有助于在药物开发的临床前阶段早期发现可能的全身性超敏反应。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
开发一种体外方法,利用THP-1细胞系作为树突状细胞替代品,预测药物诱导全身性超敏反应的致敏潜力。
核心机制
药物通过半抗原机制或p-i机制激活树突状细胞,上调共刺激分子(CD86)和黏附分子(CD54),并释放IL-8,从而引发T细胞介导的超敏反应。
主要证据
THP-1细胞暴露于已知致敏药物(如阿巴卡韦、卡马西平等)后,CD86和CD54表达上调,IL-8释放增加,且部分药物(如阿巴卡韦和氟氯西林)还能上调HLA-DR表达;阴性对照二甲双胍无显著变化。
研究意义
该方法可作为临床前药物开发中识别潜在致敏药物的初步筛选工具,减少动物实验,有助于早期发现全身性超敏反应风险。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

细胞活力评估(范围寻找)

确定药物的非细胞毒性浓度范围,以CV75为最大测试浓度。

THP-1细胞用不同浓度药物处理24、48和72小时,通过PI染色流式细胞术评估活力,计算CV75。

2

表面标志物CD86和CD54表达及IL-8释放检测

评估药物处理后24小时CD86表达和IL-8释放,若阴性则延长至48小时检测CD86和CD54。

THP-1细胞以CV75为最高浓度,进行4个浓度梯度处理,24和48小时后收集细胞,用荧光标记抗体染色,流式细胞术检测CD86和CD54表达;收集上清,ELISA检测IL-8释放。

3

IL-8 mRNA表达检测

当24小时CD86和IL-8结果阴性时,检查3小时IL-8 mRNA表达,以进一步确认致敏性。

THP-1细胞处理3小时后,提取RNA,逆转录,实时PCR检测CXCL8基因表达,以RRN18S作为内参,采用2^-ΔΔCt方法计算相对表达。

4

HLA-DR表达检测(可选)

对于已知与HLA相关药物,检测HLA-DR表达,以评估药物激活树突状细胞的能力。

THP-1细胞处理72小时后,用抗HLA-DR抗体染色,流式细胞术检测表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
RPMI 1640培养基SigmaR5886
胎牛血清SigmaF7513
L-谷氨酰胺SigmaG7513
庆大霉素SigmaG1272
杜氏磷酸盐缓冲液SigmaD8537
甘油Fisher Bioreagents56-81-5
碘化丙啶溶液SigmaP-4864
FITC小鼠抗人CD86单克隆抗体BD Pharmingen555657
PE小鼠抗人CD54单克隆抗体BD Pharmingen555511
FITC小鼠IgG1, κ同型对照BD Pharmingen555748
PE小鼠IgG1, κ同型对照BD Pharmingen555749
人IL-8 ELISA试剂盒ImmunoTools31670089
TRI试剂SigmaT9424
氯仿Sigma366919
2-丙醇SigmaI9516
无水乙醇Carlo Erba reagents414605
无核酸酶水QIAGEN129117
QuantiNova逆转录试剂盒QIAGEN205411
QuantiNova SYBR Green PCR试剂盒QIAGEN208054
QuantiTect引物检测Hs_CXCL8_1_SGQIAGENQT00000322
QuantiTect引物检测Hs_RRN18S_1_SGQIAGENQT00199367
THP-1细胞Elabscience Biotechnology IncEP-CL-0233
台盼蓝0.4%SigmaT8154

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养
THP-1细胞培养条件:RPMI-1640培养基,含2 mM L-谷氨酰胺、100 IU/ml青霉素、100 μg/ml链霉素、0.01 ng/ml庆大霉素、50 μM 2-巯基乙醇和10%胎牛血清(热灭活)
阅读提示:Methods 3.1 细胞维持和培养
细胞活力评估
药物处理浓度:以CV75为最高浓度,进行五个1:2系列稀释;细胞活力≥75%
阅读提示:Methods 3.3 细胞活力评估
表面标志物和细胞因子检测
处理时间:24小时(CD86和IL-8),48小时(CD86和CD54);阳性标准:CD86 RFI≥1.5,IL-8释放统计学显著(p≤0.05)
阅读提示:Methods 3.4 和 3.5
IL-8 mRNA表达检测
处理时间:3小时;阳性标准:2^-ΔΔCt≥3.0
阅读提示:Methods 3.7 细胞处理用于IL-8 mRNA表达评估
HLA-DR表达检测
处理时间:72小时
阅读提示:Methods 3.4 表面标志物表达评估