ephrinB2/EphB4轴在CTLA4Ig修饰人骨髓MSCs异基因移植中的成骨调控机制研究

应用异基因人骨髓间充质干细胞（MSCs）是骨组织工程产业化的关键。尽管被认为是免疫赦免细胞，但异基因MSCs移植并不能有效成骨。前期发现CTLA4Ig基因修饰能显著提高成骨，但机制不详。我们发现该基因可激活EphB4表达，且其靶细胞单核巨噬细胞（MP）高表达ephrinB2，基于已知ephrinB2/EphB4轴参与成骨调控，故推测该轴在CTLA4Ig成骨中发挥重要功能，即促成骨分化及抑破骨形成。拟将修饰后MSCs与MP共培养，检测该轴激活状况及其对骨吸收或形成关键基因表达的影响；分析趋化因子表达和对MP的趋化，并观察该轴对破骨分化的效应，初步确定其调节骨吸收/骨形成的下游分子。利用在体TEB模型，细胞示踪、microCT 三维重建、组织学、骨计量学等技术探讨异基因MSCs体内成骨中成骨分化、募集宿主破骨细胞前体的影响。初步阐明CTLA4Ig成骨的分子机制，为其作为异基因种子细胞奠定基础

大段骨缺损在临床工作中十分常见，而利用骨髓间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSCs）作为种子细胞构建的组织工程骨进行治疗获得了良好的效果。但是，受患者个体差异的影响，自体MSCs的来源有限，不能满足临床需要。所以，探索异体MSCs能否作为种子细胞成为组织工程骨进一步发展的关键问题之一。前期我们将细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4免疫球蛋白（cytotoxic T lymphocyte associated antigen-4 immuoglobulin， CTLA4Ig）转染至人MSCs中进行异体移植获得了良好的成骨效果，但具体机制不明。近年研究发现，EphB4/ephrinB2轴在骨的生态平衡中发挥了重要的调控作用。在本次研究中，我们首先在体外构建免疫激活微环境进行细胞共培养实验，发现免疫激活将抑制MSCs中EphB4的表达，从而抑制MSCs的成骨分化能力，而CTLA4的存在能够维持MSCs中EphB4的表达，维持其成骨分化能力。小鼠股骨旁组织工程骨异位移植模型也证实了在CTLA4组中，移植区域EphB4的表达显著高于其余组，且成骨效果明显。随后，我们进一步用ephrinB2-FC激活EphB4，发现其能进一步促进MSCs成骨分化，并且通过信号通路的探索，我们首次发现EphB4与Wnt经典信号通路之间存在交联反应，能够共同促进MSCs的成骨分化。本次研究初步揭示了CTLA4的修饰促进MSCs在异基因移植中有效成骨的可能机制，为以后将CTLA4修饰的MSCs作为组织工程骨理想的种子细胞打下了坚实的理论基础。