JAKs-STATs通路与PPAR-γ对话在BMMSC诱导巨噬细胞极化中保护糖尿病肾病的机制研究

At present no ideal therapy could prevent the progression of diabetic nephropathy (DN). Evidences and our previous study demonstrated that bone marrow-derived mesenchymal stem cells (BM-MSC) administration had a protective effect on DN mice by alleviating renal inflammation. Further study indicate BM-MSC promote tissue repair by modulating the macrophage polarization, but whether BM-MSC has the same effect on DN remains unclear. Recent study show that JAKs-STATs signaling and PPAR-γ play a pivotal role in macrophage polarization respectively, and the mechanism is understood in DN. Considering the close relationship of progression of DN with macrophage polarization, we explore the following issues in vitro and vivo experiments : (1) The effect of BMMSC on renal inflammation and macrophage polarization in DN. (2) The modulatory mechanism of JAKs-STATs signaling and PPAR-γ crosstalk on macrophage polarization induced by BM-MSC in DN . By clarifying the mechanisms of macrophage polarization induced by BM-MSC, the study will provide theoretical foundation on the clinic therapy of DN with BM-MSC .

目前没有理想治疗方法能阻止糖尿病肾病（diabetic nephropathy,DN）进展。最近研究和我们前期研究均证实骨髓间充质干细胞（Bone mesenchymal stem cells, BMMSC）能显著减轻DN肾脏炎症，保护肾脏功能。同时研究证实BM-MSC能诱导巨噬细胞极化促进组织修复，但在DN中的机制尚未见报道。JAKs-STATs通路和过氧化物酶增殖物激活受体-γ（PPAR-γ）均在巨噬细胞极化中起重要作用，但在DN中BM-MSC是否通过该信号通路调控巨噬细胞极化尚不清楚。 鉴于巨噬细胞极化与DN发生发展密切相关，本课题拟通过体外和体内研究探讨：(1) BM-MSC保护DN的作用，及对巨噬细胞极化的调控作用。(2）JAKs-STATs通路与PPAR-γ对话在BM-MSC诱导巨噬细胞极化中的作用。本研究拟通过阐明上述问题，为BM-MSC应用DN临床奠定基础。

研究背景： 最近研究证实骨髓间充质干细胞（Bone mesenchymal stem cells, BMMSC）能显著减轻糖尿病肾病（diabetic nephropathy, DN）炎症，保护肾脏功能。同时BM-MSC能诱导巨噬细胞极化促进组织修复 。JAKs-STATs通路和过氧化物酶增殖物激活受体-γ（PPAR-γ）均在巨噬细胞极化中起重要作用，但在DN中BM-MSC是否通过该信号通路调控巨噬细胞极化尚不清楚。 .主要内容： 本课题探讨：（1） BM-MSC保护DN的作用及对巨噬细胞极化的调控作用。(2）JAKs-STATs通路与PPAR-γ对话在BM-MSC诱导巨噬细胞极化中的作用。.重要结果：.1.细胞实验结果.高糖和LPS条件下，BM-MSC或MSC条件培养基(MSC-CM)与巨噬细胞共培养，流式细胞检测结果均显示MSCs可使M1型巨噬细胞比例明显减少， M2型巨噬细胞比例明显增加；RT-PCR结果显示M2相关基因Arg-1 ，CD206 的mRNA表达水平上升，M1相关基TNF-α，iNOS的mRNA表达水平下降。结果显示BM-MSC和MSC-CM可通过抑制NF-κB信号通路诱导巨噬细胞极化，但同时也抑制PPARγ信号通路。.2. 动物实验结果.将小鼠分为对照组，DN组，DN+MSC组。髙脂饮食（HFD）联合STZ造模后第24周，DN组空腹血糖显著升高，体重略有降低，肾脏/体重显著升高，尿Alb/Cr增加，MSC治疗后使尿Alb/Cr下降，对血糖和体重等没有显著影响，但是能改善胰腺功能。肾脏组织PAS染色结果统计示DN组肾脏明显硬化，巨噬细胞荧光染色显示M1型巨噬细胞浸润减少（iNOS）和M2型巨噬细胞浸润增加（CD163）；MSC治疗后，结果显示M2型巨噬细胞浸润浸润增加（iNOS ）和M1型巨噬细胞减少（CD163）； RT-PCR结果显示DN组肾脏组织纤连蛋白，转化生长因子等纤维化指标表达mRNA表达增高，肾小球硬化程度加重; MSC注射后，显著改善肾脏炎症（IL-1β、TNF-α、iNOS）和 纤连蛋白（FN）转化生长因子（TGF-β）mRNA表达降低。.科学意义：.本研究探讨了BM-MSC能通过诱导巨噬细胞M2极化过程改善DN炎症，延缓肾功能的机制，为BM-MSC应用DN临床奠定理论基础，为DN治疗提供新的策略，具有一定临床应用前景。