牙龈间充质干细胞通过IDO信号抑制移植物抗宿主病的机制研究

Graft-versus-host disease (GVHD) is intractable complications after organ transplantation. Recently, it has been reported that human gingival derived mesenchymal stem cells (GMSC) plays an important role in regulating immune reactions. We found that GMSC exerted a positive role in mouse model of arthritis partially via upregurating regulatory T cell (Treg). But it is still unknown about the effect and mechanism of GMSC on GVHD model. Our pre-experiment results showed that GMSC treatment significantly extended the survival of the xeno-graft versus-host disease (xeno-GVHD) model mice. We also found that the GMSC significantly inhibited the proliferation of human T lymphocytes proliferation in vitro, and it lost its suppression function while blocking CD39 and IDO signal. This project intends to further explore the specific molecular mechanism of the GMSC to treat GVHD. First, to observe if the Treg, Th1, Th17 were involved in the function of GMSC treatment in GVHD model. To investigate the mechanism of GMSC treated GVHD model in vivo, CD39 shRNA was transfected to GMSC before treatment. In another way, IDO inhibitor 1-MT was intraperitoneal injected to GMSC treated GVHD mice. To detect the regulatory pathways of CD39-adenosine-IDO in GMSC, we will use the lentiviral vector silencing or overexpressing CD39 molecules to treat GMSC, or activating or blocking the pathway of adenosine. In that circumstance IDO expression was verified via Western Blot, real time - PCR methods. This project aimed to reveal the GMSC function in GVHD model and its specific molecular mechanism. So that we might provide a scientific basis for the clinical application of the GMSC treatment of GVHD.

移植物抗宿主病(GVHD)是移植后的难治性并发症。近年来发现人牙龈间充质干细胞(GMSC)具有免疫调控功能。我们前期研究证实GMSC能通过增加调节性T细胞(Treg)来缓解小鼠关节炎。但GMSC能否用于治疗GVHD尚不清楚。我们预实验结果显示GMSC能延长异种GVHD小鼠存活期，并抑制T细胞增殖，阻断CD39及IDO信号逆转其作用。本项目拟进一步研究其作用机制。首先，观察GMSC是否通过调控Treg、Th1及Th17保护GVHD。然后，通过CD39 shRNA转染预处理GMSC或IDO抑制剂1-MT处理GVHD小鼠，明确GMSC的体内调控机制。慢病毒载体沉默或过表达CD39，活化或阻断腺苷信号处理GMSC，利用Western、PCR检测IDO表达，验证GMSC细胞的CD39-腺苷-IDO调控通路的存在。本项目将揭示GMSC抑制GVHD的作用机制，为临床应用GMSC治疗GVHD提供科学依据。

GVHD是骨髓造血干细胞移植后的常见并发症，在实体器官移植中发生率较低，但实体器官移植术后发生 GVHD 的死亡率相当高。免疫抑制药物在预防及治疗 GVHD 方面无明显疗效，甚至有增加肿瘤复发的风险。大剂量激素冲击是急性 GVHD 的一线治疗手段，而对于激素抵抗型 GVHD 建议使用具有免疫调节功能的间充质干细胞(MSC) 治疗。然而，目前临床研究中取用骨髓、脂肪、脐带血组织来源的 MSC，其细胞产量并不能达到临床治疗所需要的有效剂量。近年来发现的牙龈间充质干细胞(GMSC)有强大的免疫调节功能，并且具有扩增周期短、形态学特征稳定、无成瘤性等特性。因此， 研究 GMSC 在 GVHD 中的作用及机制，为治疗 GVHD提出一种新的方法。本项目应用“人-鼠”异种移植物抗宿主病(xeno-GVHD)小鼠模型，确证GMSC缓解GVHD的作用机制是抑制T淋巴细胞活化、增殖，调控致炎性Th细胞亚群分化，以及增加Treg的产生。证实IDO参与GMSC对GVHD的体内调控作用，影响GMSC对Treg、Th1、Th2及Th17的调控作用，明确了IDO是GMSC调控GVHD的作用机制。从正反两方面证实存在GMSC本身CD39-腺苷-IDO的调控机制。初步阐明GMSC调控GVHD的分子机制，探讨GMSC诱导移植免疫耐受的可能性，为将来临床上应用 GMSC 治疗 GVHD 奠定理论基础。