过表达IDO大鼠骨髓间充质干细胞分泌Exosome在心脏移植存活中的作用及机制

Secretory vesicles (Exsome) regulate the function of the immune response. Bone mesenchymal stem cells (BMSCs) can modulate the immune response. Indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO) by degrading tryptophan local organizations play a role in immune regulation. However, overexpression IDO of BMSCs and Exosome secretion is rarely studied. The preliminary laboratory have demonstrated overexpression IDO of BMSCs can enhance immune regulation. Transwell chamber by further prove an important paracrine effects. Accordingly proposed a hypothesis that overexpression IDO BMSCs secreted Exosome, can enhance cardiac allograft survival time. To test this hypothesis BMSCs transfected by lentiviral overexpression IDO, Exosome secretion extracted using RT-PC, liquid chip from the cells, cytokine levels and the establishment of heterotopic heart transplantation in rats from the organization, animal level verification immunomodulatory effects and the use of microarrays to explore Exosome immunomodulatory mechanism. This study Exosome regulate this new viewpoint to reveal allograft immune rejection foundation and to prevent its occurrence to provide new ideas.

骨髓间充质干细胞（BMSCs）可通过旁分泌调节免疫反应。分泌囊泡（Exsome）具有调节免疫反应功能。吲哚胺2,3双加氧酶（IDO）通过降解局部组织中的色氨酸,发挥免疫调节作用。但过表达IDO的BMSCs及其分泌的Exosome与免疫调节的关系却鲜有研究。本实验室前期已经证明BMSCs过表达IDO可以加强免疫调节。进一步通过Transwell小室证明旁分泌具有重要作用。据此认为过表达IDO的BMSCs分泌的Exosome，可以加强同种异体心脏移植存活时间。本实验拟通过慢病毒转染BMSCs过表达IDO，提取分泌的Exosome采用RT-PC、液相芯片从细胞、因子水平及建立大鼠异位心脏移植模型从组织、动物层面验证免疫调节效果并采用表达谱芯片探讨Exosome免疫调节机制。本研究从Exosome这个新视点为揭示调节异体移植免疫排斥反应奠定基础，并为预防其发生提供新的思路。

20世纪以来，器官移植已成为临床治疗器官功能衰竭的有效治疗手段。但移植后的免疫排斥反应或免疫抑制药物的严重副作用使患者得不到有效治疗。本实验通过骨髓间充质干细胞过表达IDO后提取exosome检测其抑制免疫排异效果。通过体外共培养实验证明：过表达IDO-BMSCs分泌的exosome主要通过降低DC细胞表面抗原分子CD40、CD86、CD80、MHCII、CD45RA、CD45RA+CD45RB、OX62表达量，增加表面抗原分子 CD274表达量，增加免疫耐受性DC细胞的数量，抑制CD8阳性T细胞的数量，增加Treg的数量。同时减少细胞共培养体系中促免疫排异反应因子IL-1ɑ、IL-4、IL-1β、IL-2、IFNr、IL-18的量；增加抑制免疫排异反应因子IL-10、TGFβ1、TGFβ2、TGFβ3的量。从而达到抑制免疫排异效果。体内实验进一步证明：过表达IDO-BMSCs分泌的exosome处理后移植心脏的射血分数、环比收缩有明显提高，移植心脏局部荧光强度最强。受体大鼠脾脏中DC细胞表面抗原分子CD40、CD86、CD80、MHCII、CD45RA、CD45RA+CD45RB表达降低，而CD274表达增高。Treg细胞的数量是增加的，CD8阳性T细胞的数量是减少的。受体大鼠的血清中促免疫排异反应因子IL-1ɑ、IL-4、IL-1β、IL-2、IFNr、IL-18是减低的；抑制免疫排异反应因子IL-10、TGFβ1、TGFβ2、TGFβ3表达量是升高的。通过HE染色证明过表达IDO-BMSCs-exosome组移植心脏炎性细胞浸润数量最少。采用TMT标记定量蛋白质组学分析可见exosome中涉及到免疫相关蛋白有5个，分别为：Transforming protein RhoA、Mitogen-activated protein kinase 1、Cell division control protein 42 homolog、Tyrosine-protein phosphatase non-receptor type 11、Four and a half LIM domains 1。采用小RNA测序检测可见exosome中与免疫相关的关键miRNA为：miR-540-3p（上调），miR-338-5p（下调）。