HLA-G5介导的hAMSC免疫调节对allo-HSCT后aGVHD的治疗作用及机制研究

Acute graft-versus-host disease (aGVHD) is an excessive inflammatory response after allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (allo-HSCT), and adoptiveTregs infusion can prevent aGVHD. Systemic transplantation of human amniotic mesenchymal stem cells (hAMSC) can improve the clinical and pathological features of aGVHD. However, the precise mechanisms remain unclear. Human leucocyte antigen-G5 (HLA-G5) is critical for hAMSC to modulate host immune-related inflammatory responses. Our previous studies demonstrated that hAMSC exhibits strong immunosuppressive ability in vitro. Thus, we hypothesize that hAMSC transplantation could increase HLA-G5 level in vivo, activate downstream signaling pathways, induce immune tolerance and remodel immune system to improve the inflammatory state of aGVHD. To verify this hypothesis, we will apply lentiviral vector and RNA interference technology to establish the HLA-G over-expression and silence model of hAMSC, and analyze the biological relationship between hAMSCs and T lymphocytes. Furthermore, we will also transplant the genetically modified hAMSCs into aGVHD mouse models to analyze the trend of T-lymphocyte subsets and the expression of HLA-G receptors ILT-2/4, anti-inflammatory cytokines and pro-inflammatory cytokines. Thus, we plan to develop a new strategy for enhancing the therapeutic effects of hAMSC transplantation therapy for aGVHD by affecting the level of HLA-G, furthermore supply theoretical basis for hAMSC in preventing and treating aGVHD.

aGVHD是allo-HSCT后发生的过度炎症性反应，过继输注Tregs可预防aGVHD的发生。HLA-G5是hAMSC发挥免疫炎症调节的关键分子。hAMSC移植可改善aGVHD小鼠临床症状，但具体机制不清楚。我们前期研究证实hAMSC具有促进外周血淋巴细胞中Th1/Tc1向Th2/Tc2转化，诱导Treg产生的作用。基于文献和前期研究基础，我们提出科学假说：hAMSC移植可上调宿主体内HLA-G5水平，激活下游通路，诱导免疫耐受、重塑机体免疫从而改善aGVHD炎症状态。为验证此假说，本研究拟以hAMSC表达HLA-G5为切入点，上、下调hAMSC中HLA-G5的表达，分别通过体外与外周血单核细胞共培养和体内细胞移植治疗实验，分析相关免疫分子、细胞、病理变化，探讨HLA-G5在hAMSC移植治疗aGVHD中的作用及机制，为临床应用hAMSC 防治aGVHD提供理论依据。

急性移植物抗宿主病（aGVHD）是异基因造血干细胞移植（allo-HSCT）术后的主要并发症和死亡原因，严重制约allo-HSCT的疗效。间充质干细胞（MSCs）具有强大的免疫调节能力，已广泛应用于再生医学和自身免疫性疾病的治疗，其中对GVHD的防治最为成功。目前骨髓是MSC的主要来源，但骨髓MSC的来源、数量、扩增和分化等问题制约了其临床应用。人羊膜MSC（hAMSCs）来源于产妇产后废弃胎盘，取材无创，来源丰富，体外倍增速度快，几乎无伦理学争议，是更为理想的MSC新来源。国内外研究均提示，hAMSC在GVHD防治方面有一定疗效，但其具体机制尚未完全阐明。人类白细胞抗原-G（HLA-G）属于人类一种非经典的主要组织相容性复合体（MHC）的I类分子，可诱导免疫耐受，其中，HLA-G5是该家族发挥免疫调节的主要亚型。MSCs表达HLA-G并分泌HLA-G5，可参与MSCs的免疫调节作用。基于以上背景，本研究首先通过临床样本检测，提示发生aGVHD患者移植后第30天血浆HLA-G水平明显低于未发生aGVHD患者，HLA-G可能对allo-HSCT术后发生aGVHD具有一定的预测潜力。接着在体外共培养实验发现HLA-G5可介导hAMSCs发挥更强的免疫调节作用，抑制T细胞的增殖，促进Tregs细胞的分化，减少炎症因子释放。进一步采用NPG小鼠构建人源化aGVHD小鼠模型，体内研究表明过表达HLA-G5的hAMSCs可明显改善aGVHD小鼠的临床症状及延长生存，抑制效应T细胞和Tregs细胞的平衡，减少促炎细胞因子分泌，促进抗炎细胞因子释放，减轻小鼠全身炎症，其治疗效果及免疫调节能力均明显优于hAMSCs。综上，本研究揭示了HLA-G5介导hAMSCs免疫调节作用调控aGVHD的机制，为MSCs临床应用提供基础。