人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞抗炎免疫調(diào)節(jié)作用及其機(jī)制的研究.pdf

1、間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cells,MSC)是一種多能干細(xì)胞,存在于多種組織中具有自我更新和多向分化潛能。因其具有易于分離擴(kuò)增、多向分化、造血支持、低免疫原性和免疫調(diào)節(jié)等特性,而成為組織工程和細(xì)胞調(diào)節(jié)免疫再生修復(fù)醫(yī)學(xué)中理想的種子細(xì)胞。多種因素可以導(dǎo)致肺部器官的損傷,嚴(yán)重時(shí)可以引起急性肺損傷(acute lung injury,ALI)/急性呼吸窘迫綜合征(acuterespiratory distress syn

2、drome,ARDS)和多臟器功能障礙綜合征(multipleorgan dysfunction syndrome MODS)。ALI/ARDS往往是MODS中最先出現(xiàn)的器官功能障礙,在MODS的整個(gè)發(fā)展過程中居重要甚至是決定性的地位,部分患者遺留肺纖維化。ALI的發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明,除致病因素對肺泡膜的直接損傷外,更重要的是多種炎癥細(xì)胞(巨噬細(xì)胞等)及其釋放的炎癥介質(zhì)(TNF,IL-1等)和細(xì)胞因子間接介導(dǎo)的肺部炎癥反應(yīng)。肺內(nèi)炎性介

3、質(zhì)和抗炎介質(zhì)的平衡失調(diào),是ALI/ARDS發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié),除了炎性介質(zhì)增加外,還有IL-4,IL-10,IL-13等抗炎介質(zhì)釋放不足[1]。因此加強(qiáng)對體內(nèi)保護(hù)性機(jī)制的研究,實(shí)現(xiàn)炎癥介質(zhì)與抗炎介質(zhì)的平衡亦十分重要[2]。間充質(zhì)干細(xì)胞(Mesenchymal Stem cells,MSC)是一類具有自我更新(selfrenewal)和多向分化潛能(multi—lineage differentiation)的成體干細(xì)胞。它來源廣泛,具有

4、取材方便和培養(yǎng)擴(kuò)增能力強(qiáng)的特點(diǎn)；隨著對MSC認(rèn)識(shí)的不斷加深,人們還發(fā)現(xiàn)MSC分泌白介素-1受體拮抗劑(IL1-RA),可以提高CD4+CD25+FOX P3+調(diào)節(jié)細(xì)胞的表達(dá),拮抗白介素-1介導(dǎo)的T細(xì)胞增殖和減少巨嗜細(xì)胞活化分泌TNF,具有低免疫原性和較強(qiáng)的免疫調(diào)節(jié)抑制功能,鑒于免疫調(diào)節(jié)異常是ALI/ARDS的重要表現(xiàn),因此應(yīng)用MSC細(xì)胞治療可能是一條治療ALI/ARDS嶄新的、有前途的策略。
　　 目的:研究臍帶組織來源的間充質(zhì)

5、干細(xì)胞(UC—MSC)對脂多糖誘導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)性急性肺損傷(experimental acute lung injury,ALI)的治療作用及其抗炎抗纖維化機(jī)制。為UC—MSC對抗炎免疫調(diào)節(jié)的臨床治療提供理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
　　 方法:建立脂多糖支氣管灌注誘導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)性ALI模型,觀察MSC對實(shí)驗(yàn)性ALI模型的療效,包括一般體征,體重變化,生存率變化,肺組織HE染色以及臨床評(píng)分。通過ELISA方法檢測血清中及肺組織中的炎癥因子IL-1

6、,TNF,IFN-γ和IL-10的分泌。應(yīng)用活體成像技術(shù)來檢測MSC在動(dòng)物體內(nèi)的遷移活動(dòng)。在體外實(shí)驗(yàn)中,通過共培養(yǎng)的方法研究MSC對ALI小鼠來源的淋巴細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)作用,以及在脂多糖或者博來霉素的刺激下,MSC對淋巴細(xì)胞分泌的IFN—γ或者TNF表達(dá)的影響；用transwell培育板培養(yǎng)來研究MSC的免疫調(diào)節(jié)作用是否需要細(xì)胞直接接觸；應(yīng)用流式細(xì)胞儀和Real-time PCR方法檢測CD4+CD25+FOX P3+調(diào)節(jié)細(xì)胞(CD4+C

7、D25+forkhead boxp3 regulatory T cells)在淋巴細(xì)胞中的表達(dá)以及UCMSC表達(dá)IL1-RA。
　　 結(jié)果:UC—MSC移植后可以定植到有炎癥的肺組織,并且可以明顯改善ALI的臨床表現(xiàn)和組織病理改變。UC—MSC可能通過CD4+CD25+FOX P3+Treg細(xì)胞和IL1-RA表達(dá)來抑制IL—1因子的作用。UC—MSC顯著下調(diào)肺組織中的炎癥因子IL-1,TNF和IFN—γ的表達(dá),上調(diào)血清中抗炎因子

8、IL-10和CD4+CD25+FOX P3+Treg細(xì)胞的表達(dá),進(jìn)而下調(diào)炎癥因子和上調(diào)抗炎因子的表達(dá)來抑制炎癥反應(yīng)。體外實(shí)驗(yàn)表明UC—MSC可以抑制脾淋巴細(xì)胞分泌炎癥因子,上調(diào)淋巴細(xì)胞中CD4+CD25+FOX P3+Treg的表達(dá),從而可以抑制由淋巴細(xì)胞誘導(dǎo)的IFN—γ的分泌,和巨噬細(xì)胞誘導(dǎo)的TNF的分泌。UC—MSC對淋巴細(xì)胞的抑制作用不完全要求細(xì)胞的直接接觸,可以通過分泌可溶性因子來完成。
　　 結(jié)論:UC—MSC對脂多糖