骨髓间充质干细胞调控巨噬细胞亚型转变抗角膜移植排斥反应的机理研究

Corneal graft rejection (CGR), a main reason for the failure of corneal transplantation, is still a therapeutic challenge for ophthalmologists. Our preliminary studies show that macrophages (Mф) are the main inflammatory cells in the rejected tissues, with two isotypes of classically activated Mф (CaMф) and selectively activated Mф (AaMф). Subconjunctival injection of BMSCs significantly prolonged the survival time of corneal graft, and decreased the number of infiltrated Mф and the production of CaMф related cytokines, and increased the proportion of AaMф and the production of AaMф related cytokines. In addition, our in vitro study found PGE2 plays critical roles in BMSCs-mediated immunomodulating on Mф. Therefore, we speculate that AaMф may play protective roles in CGR and BMSCs may inhibit CGR by modulating the function and polarization of Mф. TNF-α- - -COX2- - -PGE2- - -EPs- - - JMJD3- - -IRF4 pathway may play important roles in BMSCs-mediated immunomodulating on CGR. Thus, this study firstly aims to evaluate the roles of AaMф in CGR by use of small interfering RNA targeted to AaMф and other methods. Then, we will further explore the potential mechanism of BMSCs-mediated immunomodulatory effects on macrophages and CGR. It is expected that this study can explore a new clinical therapeutic approach for CGR and further elucidate the mechanism of CGR, and provide a theoretical basis for BMSCs application on organ graft rejection.

角膜移植排斥(CGR)是移植失败的主要原因，治疗棘手。我们的前期研究表明：CGR中，巨噬细胞（Mф）为主要炎症细胞，存在经典激活Mф（CaMф）与选择性激活Mф（AaMф）两种亚型；结膜下注射BMSCs抑制CGR，减少Mф浸润并下调CaMф相关因子，上调AaMф所占比例及其相关因子。我们体外研究还发现PGE2在BMSCs调控Mф功能中起关键作用。我们推测：AaMф在CGR中起保护作用，BMSCs可能通过调控Mф功能从而抑制CGR。TNF-α- - -COX2- - -PGE2- - -EPs- - - JMJD3- - -IRF4通路可能在BMSC调控CGR 和Mф功能中起重要作用。本课题通过应用siRNA靶向抑制AaMф功能等，明确AaMф在BMSCs调控CGR中的作用；进一步探讨BMSCs调控CGR的信号通路，有望加深对CGR发生机理的理解，为BMSCs治疗移植排斥性疾病以及寻找新的治疗策略提供理论依据。

项目背景：.葡萄膜炎（EIU）、角膜移植排斥（CGR）、过敏性结膜炎（AC）等是眼科常见、难治性疾病，免疫炎症是发病的根本。调控免疫炎症是治疗关键。巨噬细胞（Mф）作为免疫炎症介导者，分为经典激活（CaMф）和选择性激活（AaMф）两种亚型，CaMф主要促进免疫反应，而AaMф则抑制免疫、抗炎。我们发现在多种眼科疾病中，CaMф促进免疫炎症，而AaMф则抑制免疫炎症。骨髓间充质干细胞（BMSCs）是来源于骨髓的一类多潜能细胞，具有强大的免疫调节作用，能够治疗多种免疫炎症性疾病。然而，BMSCs治疗AC、CGR等的作用及其他免疫炎症性疾病的机理并不明确。.主要研究内容：.1..在实验性葡萄膜炎等模型中，明确巨噬细胞参与免疫炎症反应；.2..在角膜移植排斥反应中，明确并BMSCs调控角膜移植排斥反应的机理及对巨噬细胞的调控；.3..在过敏性结膜炎模型中，明确BMSCs培养液的治疗效果，验证BMSCs的免疫调节机理。.重要结果：.1..在EIU等疾病中，巨噬细胞参与免疫炎症的发生；.2..在CGR中，存在CaMф和AaMф两种亚型；结膜下注射BMSCs可减少CaMф浸润，增加AaMф，比例由21.82%转为52.34%；TNF-α/COX2/PGE2信号通路介导BMSCs的调控功能；进一步研究发现，TNF-α预处理的BMSCs的培养液可以抑制炎症，治疗CGR；.3..TNF-α预处理BMSCs的培养液可以滴眼治疗过敏性结膜炎，具有TNF-α/COX2/PGE2信号通路依赖性。.科学意义：成功应用BMSCs 治疗眼科免疫炎症性疾病，为干细胞的临床应用开辟新领域；探讨免疫炎症过程中巨噬细胞的亚型与功能的变化以及BMSCs 调控的机制，加深对BMSCs 治疗免疫炎症反应的机理认识，进一步为调控免疫炎症反应以及寻找新的治疗策略提供依据；将BMSCs培养液转化为滴眼液，为眼科疾病的治疗提供最直接、有效的手段。