骨髓间充质干细胞对哮喘气道损伤的修复作用及机理研究

气道炎症、损伤和重塑是哮喘反复发作并趋于严重的中心环节，目前尚无有效治疗手段。骨髓间充质干细胞（MSC）可减轻哮喘后肺组织损伤及继发的气道重塑，具有修复和治疗作用。目前对MSC在哮喘发病中从骨髓的起源和激活、功能表型的变迁，及相关的调节机制尚不清楚，成为应用MSC治疗哮喘的障碍。.本课题将MSC静脉注射小鼠哮喘模型，观察其在肺组织内的表型变迁和对气道损伤的修复作用；明确SDF-1α刺激和CXCR4修饰对MSC体外趋化性、体内局部定位和参与修复的调节作用；明确TGF-β1对MSC的分化潜能的影响，通过调节TGF-β1通路减少MSC在体外和体内分化为成纤维细胞，从而减少MSC在治疗哮喘过程中引起肺纤维化的可能性。通过探讨MSC在哮喘治疗中的可行性，移植MSC治疗哮喘的最佳时间及预防MSC在治疗过程中可能引起的不期效应，为干细胞再生医学和细胞移植在哮喘治疗领域中的发展提供理论依据。

1. 完成的研究内容.1）建立和完善了骨髓间充质干细胞（MSC）的分离、纯化和大批量扩增以及病毒转染的技术和方法。.2）通过MSC移植哮喘小鼠，跟踪细胞局部定位，检测气道损伤的修复情况，对细胞移植后哮喘动物的肺功能进行了较为全面的评估，明确了MSC在哮喘和气道损伤过程中的功能和作用。通过比较在哮喘发病不同时期MSC移植的治疗效果，确定了细胞移植的最佳时间和数量。.3）完成了体外可溶性基质细胞衍生因子-1（SDF-1α）刺激及CXCR4修饰对MSC趋化性改变的研究。完成了SDF-1α/CXCR4耦合修饰后的MSC移植哮喘小鼠实验。通过比较SDF-1α处理前后或CXCR4修饰前后的MSC在局部组织的聚集和参与修复的情况，确定了SDF-1α/CXCR4轴在体内对MSC修复哮喘小鼠肺损伤的调控作用。.4）通过完成转化生长因子-β1（TGF-β1）诱导MSC向成纤维细胞分化及通过干预TGF-β1活性以降低MSC 该分化潜能的研究，明确了TGF-β1对MSC分化潜能的影响以及干预TGF-β1信号通路对MSC分化过程的影响。完成了对MSC向成纤维细胞分化过程干预后哮喘小鼠的移植实验，明确了通过调节TGF-β1通路减少MSC分化为成纤维细胞，预防MSC在治疗哮喘过程中引起肺纤维化的可能性。..2. 取得的研究成果.1）通过完成研究内容1）和2），首次明确了应用骨髓MSC促进哮喘气道损伤的修复和改善肺功能的可行性及MSC治疗的最佳时间，建立了一套较为完善的外源性MSC移植治疗动物哮喘的应用方案。这部分研究为将来临床制定哮喘的细胞（MSC）治疗措施提供了夯实的理论基础。.2）通过完成研究内容3），对促进MSC在局部聚集和整合的因子以及分子调节机理进行了进一步阐明，即通过活化SDF-1α/CXCR4轴增加MSC趋化性可相应增强MSC参与修复的功能。这也为临床治疗与SDF-1α/CXCR4耦合有关的病理过程提供了理论可能性。.3）通过完成研究内容4），初步明确了通过调节MSC的分化方向，减少其向成纤维细胞分化，使MSC的体内应用得到优化，继而为开发细胞特异性的针对气道损伤和纤维化的治疗措施提供可靠的分子靶点和相应的理论依据，最终为将来自体或同种异体应用MSC治疗哮喘病人开辟新的安全的治疗途径。