EPO/EPOR信号在Kupffer细胞清除凋亡细胞及诱导肝移植免疫耐受中的作用

Kupffer cells (KCs), the most important resident phagocytes of the liver, play important role in immune tolerance induction after liver transplantation, via inducing antigen-specific T cell apoptosis and promptly removing apoptotic cells. A recent study reported EPO/EPOR signaling in macrophages promoted apoptotic cells clearance and attenuated lupus-like symptoms, via increasing the expression of “eat-me” molecules (such as MFG-E8, CD36, Gas6, MerTK, et al). But so far there is no related research in solid organ transplantation, especially in liver and KCs. Our group previously demonstrated up-regulation of EPO/EPOR signaling in KCs can promote the clearance of apoptotic cells by KCs, shift the phenotype to M2, and exert immunosuppression effect in vitro, but the concrete mechanism is not yet clear. We hereby put forward a hypothesis that enhancement of EPO/EPOR signaling in KCs may induce liver transplant tolerance through increasing apoptotic T cells clearance and immunosuppressive cytokines secretion. To clarify the role of the signaling in liver tolerance induction, we will separate KCs and establish liver transplantation model in mice, using EPOR gene knock-out mice or recombinant EPO to inhibit or enhance EPO/EPOR signaling both in vitro and in vivo. Once the hypothesis of up-regulation of EPO/EPOR signaling in KCs mediating the self-tolerance after liver transplantation is corroborated, this pathway can become a novel target for treatment of acute rejection.

Kupffer细胞（KCs）是肝内主要吞噬细胞，通过诱导抗原特异性T细胞凋亡并有效清除凋亡细胞，是肝移植术后免疫耐受微环境形成的重要原因。新近发现促红细胞生成素（EPO）及其受体（EPOR）信号在促进巨噬细胞清除凋亡细胞中发挥着重要作用。但相关研究主要集中在自身免疫性疾病方面，尚未涉及移植领域，更未涉及KCs。课题组前期实验亦发现：体外上调KCs中EPO/EPOR信号可促进KCs清除凋亡细胞，并诱导其表型向M2型重塑，发挥强大的免疫抑制效应。我们认为该信号通路在KCs清除凋亡细胞及诱导肝移植免疫耐受中同样起重要作用。因此，本项目选择肝KCs为靶细胞，以EPO/EPOR信号为切入点，分离KCs并建立肝移植模型，采用基因敲除、重组EPO及纳米技术，沉默或增强EPO/EPOR信号，探讨该通路在KCs清除凋亡细胞及诱导移植肝脏免疫耐受形成中的作用及分子机制，为诱导特异性免疫耐受提供新的思路。

研究背景：诱导移植术后免疫耐受一直是移植界的研究热点。不同于其他实质器官，移植肝脏具有免疫特惠现象，即“自发性免疫耐受”，其形成与肝脏内存在Kupffer细胞（KCs）等特异性免疫细胞密切相关。新近发现，促红细胞生成素（erythropoeitin, EPO）及其受体（EPOR）信号通路在促进巨噬细胞清除凋亡细胞中发挥着重要作用，其机制与激活下游 PPARγ 活性上调多种 PtdSer受体表达有关。而增强吞噬细胞EPO/EPOR信号表达可促进体内凋亡细胞有效清除，减少促炎因子分泌及增加抗炎因子释放，有利于免疫耐受微环境的形成。综上，EPO/EPOR信号能从多个层面有效抑制巨噬细胞炎症反应，其涉及多个分子与调控巨噬细胞表型相关分子密切相关。主要研究内容：（1）明确了EPO/EPOR在急性排斥反应中具有保护作用；（2）阐明了EPO/EPOR的保护作用与促进其凋亡清除、M2型极化有密切关系；（3）探索了EPO/EPOR介导的IL-10-JAK-STAT3信号通路在该过程中的调控效应。重要结果与关键数据：动物层面，过表达KCs内EPO/EPOR信号，（1）肝移植后急性排斥组生存率显著改善；（2）肝移植后急性排斥组病理损伤程度、肝功能标志物水平均显著改善，提示其有利于减轻急性排斥程度；（3）肝移植后急性排斥组中凋亡细胞显著下降，提示其促进了凋亡细胞清除；（4）肝移植后急性排斥组中M2型KCs数量、抗炎因子表达量均显著增高，提示其有利于KCs M2型极化。细胞层面，过表达KCs内EPO/EPOR信号后：（5）显著下调了MHC-II、CD80、CD86、CD40类分子表达，减弱KCs的抗原递呈功能；（6）促进了其对凋亡T细胞的吞噬性清除；（7）经吞噬依赖的方式促进了其向M2表型的转化；（8）经吞噬依赖的方式促进细胞因子分泌谱向免疫耐受方向偏移；（9）经WB、免疫荧光染色检测发现，EPO/EPOR信号激活了IL-10-JAK-STAT3信号通路，证明EPO/EPOR介导的IL-10-JAK-STAT3信号通路是其促进KCs M2型极化的具体机制。科学意义：证明了EPO/EPOR信号通路是潜在的调控巨噬细胞表型重塑的关键分子，探索了其在肝脏移植免疫调控中的具体机制，可能为肝脏移植后诱导免疫耐受提供新思路。