抑制炎症介质增强MSC修复炎症性肠病粘膜损伤的研究

Mucosal injury and disturbance in mucosal immunity has been demonstrated in the inflammation involved in IBD, which presents as uncontrollable, persistent, and chronic inflammatory process. Conventional medical therapy cannot alter such a complex network. MSC can home to site of injury, modulate mucosal immunity, and repair mucosal injury, leading to significant clinical improvement in patients with IBD. However, the outcome after MSC treatment is limited. Inflammatory cytokines including TNF-a and IFN-γ are shown to enhance osteogenesis in Nature Medicine in 2011. Therefore, we aim to investigate factors associated with outcomes after MSC administration, and determin whether aspirin and Treg can augment the outcome after MSC treatment using IBD animal models. This study can reveal the mechanism invovled in the treatment of MSC in IBD and explore interventional methods to enchance the MSC treatment outcomes.

炎症性肠病（IBD）存在肠道粘膜上皮损伤以及粘膜免疫微环境紊乱，呈不可控的慢性持续性炎症过程。研究表明间充质干细胞（MSC）可分化为肠道上皮细胞修复粘膜损伤以及调节粘膜免疫，已成为IBD治疗的又一手段。然而MSC在体内凋亡迅速、生存时间短，严重限制其临床应用。2011年Nature Medicine文章认为TNF-α及 IFN-γ等炎症介质表达水平与MSC体内凋亡呈正相关并抑制其成骨能力。我们前期的研究证实TNF-α等炎症介质在IBD小鼠模型体内高表达，那么这些炎症介质是否为限制MSC发挥临床疗效的关键因素？本课题组拟在前期研究的基础上，继续探讨TNF-α等炎症介质对MSC体外存活及向上皮转化的影响；同时，通过体内干预TNF-α等炎症介质的水平，观察MSC治疗IBD的疗效变化并进行相关机制探讨。

炎症性肠病（IBD）是一种呈不可控的慢性持续性炎症过程的疾病，表现为肠道粘膜上皮损伤以及粘膜免疫微环境紊乱。近年来，逐渐增多的研究表明间充质干细胞（MSC）可分化为肠道上皮细胞修复粘膜损伤以及调节粘膜免疫，已成为IBD治疗的又一手段。然而MSC在体内凋亡迅速、生存时间短，严重限制其临床应用。有相关研究认为TNF-α及 IFN-γ等炎症介质表达水平与MSC体内凋亡呈正相关并抑制其成骨能力。我们在研究中发现，在IBD小鼠模型体内高表达TNF-α等炎症介质，因此我们猜想，这些炎症介质是限制MSC发挥临床疗效的关键因素。本课题组在发现IBD模型小鼠高表达炎症介质的同时进一步探讨了炎症介质TNF-α及IFN-γ在IBD动物模型及正常肠道中的差异性表达情况；通过体外水平，探讨炎症介质TNF-α及IFN-γ对MSC体外存活及对免疫调节功能的影响；同时，通过体内水平干预炎症介质TNF-α及IFN-γ的水平，观察MSC治疗IBD的疗效变化并进行相关机制探讨。此外，我们应用葡聚糖硫酸钠联合偶氮氧化甲烷构建小鼠的结肠炎癌变模型，对比观察了MSC输注后小鼠肠道肿瘤的形成情况。我们的研究结果显示MSC治疗组比对照组病变炎症程度明显减轻，临床表现有所改善，MSC治疗组结肠炎组织炎症损伤严重程度评分更低，镜下小鼠远端结肠黏膜结构基本完整，生存率明显增加（60%比30%，P＜0.05）。MSC治疗组促炎症因子肿瘤坏死因子α（TNF-α）、白介素12（IL-12）及血管内皮生长因子（VEGF）的表达显著低于对照组，而抑炎因子IL-10的表达显著增加（均P＜0.05）。体内示踪可见输注的MSC向结肠炎症病灶处黏膜下层归巢定殖。在葡聚糖硫酸钠/偶氮氧甲烷结肠炎癌变模型，MSC组小鼠肠道肿瘤数量及肿瘤负荷均明显小于对照组。我们得出的结论认为，MSC能够有效修复IBD小鼠的结肠炎症病变，并抑制结肠炎向肿瘤的恶性转化，为MSC治疗IBD的有效性和生物安全性提供了客观的理论依据。