SOCS3负向调控JAK/STAT通路抑制心脏移植同种排斥反应的研究

Allograft rejection is main obstacle for long survival after cardiac transplantation. Cytokines are key molecules which modulate the intensity and duration of immune response during rejection. Janus kinase/signal transducers and activators of transcription (JAK/STAT) is an important cytokine signal pathway which mediates the signaling of a number of cytokines such as interleukins, interferons, hemopoietin, colony stimulating factors and growth hormone, it plays a critical role in activation and effcts of immune response, privious studies suggested regualtion of JAK/STAT pathway may modulate the type and intensity of immune response. Suppressor of cytokine signaling (SOCS) proteins are potential endogenous negative regulators of JAK/STAT and express in various kinds of cells. Growing body of evidences suggests that SOCS3 plays an anti-inflammatory role in large number of inflammatory diseases. However, the involvement of SOCS3 in allograft rejection still remains to be understood. The purpose of this project is to study the effects and associative mechanisms of SOCS3 on allograft rejection both in vitro and in vivo by using gene transfection and cardiac transplantation model in conditional SOCS3 knockout mouse. As to the essential role of endogenous negative regulator on the immune response,the results of this study may provide a novelty strategy of clinical treatment for transplantation rejection.

排斥反应是阻碍心脏移植患者术后长期存活的主要因素, 如何有效安全的预防排斥反应是目前心脏移植研究的难点和热点。细胞因子作为排斥反应中的关键分子，介导并调控免疫应答的类型与强弱。JAK/STAT是近来发现的重要的细胞因子信号通路, 介导白介素、干扰素、集落刺激因子、生长激素等众多细胞因子效应，参与免疫活化及效应全过程。 以往研究表明,通过对该通路的调节可能影响免疫反应的方向和强度。SOCS是重要内源调控因子，广泛存在于各种细胞中，通过抑制JAK／STAT通路发挥负向调节功能。研究表明SOCS3在多种炎性疾病中发挥抗炎作用，但其对排斥反应的作用不明确。本研究拟采用腺病毒载体、基因敲除小鼠模型等方法探讨其对免疫细胞影响，明确其在心脏移植排斥反应中的作用机制。鉴于负向调控机制的在免疫反应中的重要作用，本研究结果可能为排斥反应的防治提供新的思路。

慢性排斥反应是阻碍心脏移植患者术后长期存活的主要因素，目前对慢性排斥反应机制研究尚不确切，对预防和治疗慢性排斥反应还缺乏深入研究。细胞因子作为排斥反应中的关键分子，介导并调控免疫应答的类型与强弱。JAK/STAT是近来发现的重要的细胞因子信号通路, 介导白介素、干扰素、集落刺激因子、生长激素等众多细胞因子效应，参与免疫活化及效应全过程。以往研究表明,通过对该通路的调节可能影响免疫反应的方向和强度。SOCS3是重要内源调控因子，广泛存在于各种细胞中，通过抑制JAK／STAT通路发挥负向调节功能。本研究采用SOCS3重组腺病毒载体转染法探讨其对免疫细胞影响，明确其在心脏移植排斥反应中的作用机制。首先构建小鼠同种异体主动脉移植模型来模拟人类心脏移植物血管病病理变化。利用携带小鼠SOCS3基因的重组腺病毒载体全身转染干预，发现SOCS3转染组移植物管腔内膜增厚较小，狭窄率明显较低，巨噬细胞和CD4+T细胞浸润较少，同时体内炎症因子表达水平也较低；同时在细胞试验中，重组腺病毒载体转染巨噬细胞和CD4+T细胞，发现其抑制小鼠巨噬细胞M1型极化和Th细胞Th1型分化，下调其炎症反应活性及促炎性细胞因子表达。而JAK/STAT信号通路的竞争性抑制和Th1型细胞因子表达下调，可能间接性减弱了对M2型巨噬细胞极化和Th2细胞分化的抑制作用，一定程度上促进巨噬细胞M2型极化和Th细胞Th2型分化。这一结果与动物模型实验结果一致，也阐明了SOCS3基因对小鼠同种异体主动脉移植物的保护作用，可通过调节小鼠巨噬细胞和CD4+Th细胞主要亚群分化和炎症细胞因子表达实现。该研究成果为心脏移植术后慢性排斥反应和移植物血管病的临床治疗提供新的理论依据。