IL-10促进创伤组织再生的机制研究

How to realize wound regeneration is still a difficult problem to solve. Studies showed that somatic cell dedifferentiation was the main form of wound tissue regeneration, and inducing fibroblast (Fb) in wound to dedifferentiate could achieve the wound regeneration. Furthermore, Fb had the potential to dedifferentiate spontaneously. However, the mechanism of Fb dedifferentiation has not been elucidated. Our recent research demonstrated that the inflammatory factor TNFα hindered Fb to dedifferentiate, and inhibited the expression of pluripotency genes Oct4 et al. Furthermore, inhibition of NF-κB et al. signal pathways which were the downstreams of TNFα could promote somatic cells dedifferentiation. IL-10 is the main inflammation inhibitor. Appling IL-10 on wound could promote the wound regeneration, however, there was no IL-10 receptor on Fb. Therefore, we put forward the hypothesis: by inhibiting the inflammatory reaction, IL-10 reduces the content of TNFα in wound to promote Fb to dedifferentiate, so as to promote the wound regeneration. Using Fb as object of this study, we aim to determine the role of IL--10 on Fb dedifferentiation through observing the changes of Fb phenotypic, and to determine which pathway plays a main role through blocking NF-κB et al. pathways respectively and observing the changes of pluripotency genes Oct4 et al. Based on above-designed experiments, we will try to reveal the role and mechanism of IL-10 on somatic cell dedifferentiation.

如何实现创伤组织的再生是尚未解决的难题。研究显示成体细胞去分化是创伤组织再生的主要形式，诱导创伤局部的成纤维细胞（Fb）去分化可实现创伤的再生，Fb具有自发去分化的潜能，但影响Fb去分化的机制尚未阐明。我们最近的研究发现：炎症因子TNFα阻碍Fb去分化，抑制干细胞特征性基因Oct4等的表达，阻断TNFα下游的NF-κB等信号通路能促进Fb去分化。IL-10是最主要的炎症抑制因子，局部应用IL-10能够促进皮肤创伤的再生，而Fb表面没有IL-10受体。据此我们提出假说：IL-10通过抑制创伤的炎症反应，降低组织中的TNFα水平，促进Fb去分化，从而实现再生。本项目以Fb为研究对象，拟通过观察Fb表型的改变，明确IL-10对Fb去分化的影响，并通过分别阻断TNFα下游信号通路，观察Oct4等基因各自的变化，明确哪条信号通路对阻碍去分化起主要作用。试图阐明IL-10对成体细胞去分化的作用机制。

创伤组织的修复与再生是整形外科面临的关键科学问题。在自然界中，蝾螈的四肢和哺乳动物的外周神经等具有再生能力，这些组织在受到创伤后，局部成体细胞发生去分化成为干细胞或祖细胞，再分化形成新的组织，从而实现再生修复，因此成体细胞去分化是组织再生的主要形式。研究显示，在体内或体外成体细胞都可以通过非转基因的方法实现去分化，在成体细胞中干细胞特征性基因Oct4等并没有完全沉默，创伤局部的成体细胞具有发生去分化的可能。但研究显示炎症反应阻碍组织的再生，抑制炎症能够促进再生。据此我们提出假说：炎症反应阻碍成体细胞去分化过程。本研究分别以大鼠的外周神经为研究对象，通过观察炎症因子TNFα对雪旺氏细胞（SCs）去分化过程的影响，证实炎症因子TNFα阻碍成体细胞的去分化过程，抑制干细胞特征性基因Oct4、Klf4、Sox2和c-Myc等的表达，验证了我们的假说。我们进而通过分别阻断TNFα下游信号通路NF-κB，JNK，P38和ERK，观察阻断以上信号通路对OKSM各自的影响，明确NF-κB信号通路对阻碍去分化起主要作用，部分阐明了TNFα对成体细胞去分化的作用机制。之后我们探讨了抑制炎症反应是否能够促进成体细胞去分化，进而促进创伤组织的再生修复。IL-10是最主要的炎症抑制因子，我们分别观察了IL-10对大鼠坐骨神经离断伤和大鼠耳部皮肤软骨复合组织缺损创面的影响，证实了IL-10能够促进SCs去分化和外周神经的再生，促进皮肤和软骨的再生修复。..本文的主要结论：.1.TNFα阻碍SCs的自发去分化.2.TNFα降低Oct4，Klf4，Sox2和c-Myc的mRNA水平.3.阻断TNFα下游信号通路可促进去分化.4.NF-κB信号通路对阻碍去分化起主要作用.5.IL-10促进SCs的去分化及外周神经的再生修复.6.IL-10促进皮肤和软骨组织的再生修复