Notch 通路调控Treg/Th17 平衡在骨髓间充质干细胞治疗再生障碍性贫血中的作用机制

Acquired aplastic anemia (AA) is a life-threatened disease.In our previous clinical trial, we evaluated the feasibility, safety, and immunological effects of the intravenous administration of bone marrow mesenchymal stem cells (MSCs) from a related donor in patients with refractory AA.Our data suggest that 33.3% of patients achieved a complete response or a partial response to MSCs treatment.Increased percentages of regulatory T (Treg )cells in peripheral blood mononuclear cells were observed in patients who achieved a complete response or a partial response to MSCs treatment. Furthermore, we found that the immuno-suppressive effects of MSCs are dependent on Notch-RBP-J signaling in animal model study.Based on our previous study findings, in this study, we attempt to evaluate the immuno-regulatory function of bone marrow MSCs derived from AA patients in inducing differentiation of Th1, Th2, Treg and Th17 cells. We further aim to elucidate the mechanisms of MSCs in regulating balance of Treg cell and Th17 through Notch signaling in treatment of AA by clinical studies, ex vivo cell studies and animal model studies.Our research may provide valuable information to thorough understanding of immuno-suppressive effects of MSCs, and serve as a reference for searching promising immunosuppressive cell therapy.

获得性再生障碍性贫血（Aplastic Anemia, AA）是严重威胁生命的疾病，本课题组在前期研究中，首次应用正常骨髓间充质干细胞（Mesenchymal Stem Cell, MSCs）输注治疗难治/复发AA 患者，取得良好疗效，并发现接受正常MSCs 输注治疗后，AA 患者外周血中Treg 细胞数量较治疗前增高,前期研究还发现MSCs 的免疫抑制功能与Notch/RBP-J通路有关。本项目拟在前期研究基础上，首次通过临床研究、体外细胞实验和基因敲除动物模型研究进一步明确AA 患者自身骨髓微环境中的MSCs 在调节Th1，Th2, Treg 和Th17 等T细胞功能亚群分化上是否存在功能缺陷；深入研究Notch/RBP-J/FOXP3 /RORγ t 信号途径在正常MSCs 输注治疗AA 中的作用机制。本研究有助于深入理解MSCs 免疫调节的分子机制，建立AA的细胞治疗新策略。

获得性再生障碍性贫血（Aplastic Anemia, AA）是一类由异常免疫反应介导的骨髓造血衰竭、一系或多系血细胞减少、严重威胁生命的疾病。目前，一线标准治疗方法是以抗人胸腺细胞免疫球蛋白和环孢菌素为代表的免疫抑制治疗和异基因造血干细胞移植。但是，免疫抑制药物治疗有效后容易复发，免疫抑制药物具有较高的治疗相关毒性。而异基因造血干细胞移植受到年龄、配型、移植物抗宿主病等影响限制了进一步广泛应用。难治/复发仍是目前AA治疗中面临的最大挑战。大量的基础实验研究和临床应用研究均已证实间充质干细胞（Mesenchymal Stem Cells， MSCs）具有免疫调节的功能，还能够改善骨髓微环境，支持造血，修复损伤组织等作用。本课题组的前期研究表明骨髓MSCs在治疗AA中具有巨大应用前景，但其具体分子机制仍不明确。本研究在前期工作的基础上，进一步通过临床研究、体外细胞实验和基因敲除动物模型研究阐明MSCs治疗AA的分子调控机制。本研究通过分析AA 患者自身骨髓微环境MSCs 的免疫调节功能，并且研究临床AA患者在MSCs输注前后骨髓可溶性细胞因子IFN-γ等的表达变化、外周血中T细胞亚群数量比例的变化、T细胞的Notch 通路蛋白表达变化。随后，通过体外细胞实验研究MSCs与AA患者T细胞共培养后，细胞因子、T细胞亚群和Notch 通路蛋白的水平，以及在Notch 通路拮抗剂的作用下，研究MSCs对T细胞亚群分化的调节作用。进一步建立小鼠免疫介导的AA动物模型，研究MSCs通过激活T淋巴细胞特异性Notch信号途径调控T 淋巴细胞功能亚群分化的作用机制。通过本项目研究，我们明确 AA 患者自身骨髓微环境的MSCs 在调节T 细胞亚群分化上存在功能缺陷。正常MSCs输注通过活化CD4+ T淋巴细胞的Notch信号通路，促进CD4+ T淋巴细胞向CD4+CD25highFOXP3+的Treg 细胞分化，调节Th17/Treg细胞平衡而发挥治疗作用。Notch/ RBP-J/ FOXP3/ RORγt 信号途径在正常MSCs输注治疗AA中的意义重大。本研究对于深入理解 MSCs 免疫调节的分子机制，提高 MSCs 免疫治疗的临床疗效，寻找和建立免疫耐受的细胞治疗新策略具有重要的理论和实际意义。