溶血磷脂酸促进内皮祖细胞移植治疗急性肺损伤实验研究

The injury of alveolar epithelial cell and capillary endothelial cell are key points of acute lung injury(ALI). Those injured cells could be restored after the transplantation of endothelial progenitor cells(EPCs). This maybe be used in treatment of ALI.However, the proliferation ability of EPCs is very limited. The spontaneous differentiation and apoptosis in cell culture, and large death number after transplantation limited the therapeutic effect of EPCs. Lysophosphatidic acid (LPA) is an active phospholipids, it regulates a variety of cellular activities through G protein coupled receptors on cell membrane. A recent study demonstrated LPA may play an important role in maintaining the myeloid cell lines of hematopoietic progenitor cells (CD34 +) which isolated from bone marrow. Our previous study also showed that LPA could inhibit apoptosis of mesenchymal stem cells through Gi protein independent signaling.In this application, we are intending to study the functions of LPA on EPCs survival rate, migration ability and the effects of EPCs after transplantation. A rat ALI model will be used, and the study will be present at cell, tissue and animal model levels. The detail signaling pathways and mechanisms will be researched.AS an active phospholipids without immunocompetence, LPA can be used in a wide range of applications for the key link that antiapoptotic without differentiation in EPCs transplantation treatment of ALI. The objective of the study is exploring and expounding this application prospect.

肺泡上皮细胞及毛细血管内皮细胞损伤是急性肺损伤（ALI）发病的关键因子，研究发现通过移植内皮祖细胞（EPCs）可修复血管内皮细胞，并能有效治疗ALI。但是，EPCs 增殖能力有限，体外培养中自发分化和凋亡并在移植后大量死亡，限制了治疗效果。溶血磷脂酸（LPA）是活性磷脂，通过膜上的G蛋白偶联受体调控多种细胞生命活动。目前发现，LPA对骨髓分离的造血祖细胞（CD34+）在保持髓样细胞系中起重要作用。前期研究中我们也发现，LPA通过不依赖Gi蛋白的信号途径抑制间充质干细胞的凋亡。因此，我们在该课题中拟复制大鼠ALI模型，从细胞-组织-动物模型三个层次上研究LPA对EPCs存活、迁移活性及EPCs移植效果的影响，并阐明其详细的信号转导机制。LPA作为无免疫原性的生理活性脂质，在抗凋亡并不引起分化等EPCs治疗ALI的关键环节中显示出广泛的应用前景。探索和阐明该应用前景是本课题的目标。

内皮祖细胞(EPCs)是一种能直接分化为血管内皮细胞的前体干细胞。尽管临床前动物实验及临床试验已证明 EPC 移植治疗对血管修复具有很好的作用，但是干细胞在体外培养过程中仍存在问题，限制了 EPC 在临床中的研究和应用。我们前期研究中发现，溶血磷脂酸(LPA)通过 LPAR1 介导人脐带间充质干细胞的增殖，并抑制脂多糖诱导的细胞凋亡。LPA 是一种生物活性磷脂小分子，无免疫原性。近年来，LPA 作为药物在组织工程中的应用引起了广泛的关注。LPA主要通过特异性的 G 蛋白耦联受体调节多种细胞增殖、迁移和分化等生物学效应。我们也发现EPC 中 LPAR1 高表达。本课题目的是研究 LPA对EPC的增殖、迁移、分化和细胞因子的影响及信号调控机制，并探讨 LPA 在 EPCs 治疗急性肺损伤(ALI)大鼠中的作用。首先从大鼠股骨骨髓中淋巴细胞分离液分离获得单个核细胞，并用流式细胞仪和激光共聚焦显微镜双免疫荧光法鉴定特异性表面标记物 CD34、CD133、KDR、vWF、acLDL-DiI 和 FITC-UEA-I，确定了分离的细胞为EPC。我们的结果表明，在细胞水平LPA 促进EPC克隆形成、增殖和迁移。且此效应通过LPA1受体介导。进一步的信号机制研究发现，LPA 通过 LPAR1 偶联 Gi/o蛋白激活 ERK1/2，进而促进EPC的增殖，通过 LPAR1 偶联 Gi/o和 Gq/11蛋白，促进EPC迁移。此外，我们还发现LPA不影响 EPC 表面标记，不引起其分化。体内实验进一步证明，LPA 预处理可提高移植后肺组织内 EPC 数量，降低促炎因子的表达，促进抗炎因子及 M-CSF，进而降低肺损伤程度，促进了 EPC 的治疗效果。我们的研究表明 LPA 在 EPC 移植治疗 ARDS 及其它心血管疾病过程中显示出干细胞保护剂的作用，具有很好的应用价值。