KLK1基因修饰间质干细胞治疗狼疮性肾炎的分子机制研究

Systemic lupus erythematosus (SLE) is a common autoimmune disease. Lupus nephritis (LN) is a major clinical manifestation of SLE and currently there is no cure for this complication. The inflammation and oxidative stress caused by autoantibody play an important role in the pathogenesis and development of the disease. Previously we have identified tissue kallikrein (KLK) as the susceptibility genes of lupus nephritis, and the activation of KLK-Kinin pathway exhibited protective effects against anti-GBM antibody induced nephritis. Based on our previous work, we used human KLK1 gene-modified mesenchymel stem cells as vehicles for targeted delivering of hKLK1 to the kidneys of B6.Sle1.Sle3 lupus mice. Our results indicated that transplantation of hKLK1-MSCs ameliorated the kidney injuries caused by lupus nephritis, and that the protective effects of hKLK1-MSCs may related with the inhibition of the inflammatory factors and oxidative stress. In this proposal, we will validate the therapeutic effects of hKLK1-MSCs against lupus nephritis in different mouse models, and explore the potential molecular mechanisms underlining the protective effect of hKLK1-MSCs, especially the impact to the inflammation and oxidative stress signal pathways. Eventually we will identify the molecular pathway and therapeutic targets modulated by hKLK1-MSCs transplantation, and provide solid evidence for the translation of this method into clinical treatment of immune-mediated nephritis.

SLE是一种常见的自身免疫性疾病，狼疮性肾炎(LN)是SLE最严重的并发症，目前尚无有效治疗手段。我们前期的研究发现组织激肽释放酶（KLK）基因与小鼠LN的易感性有关，针对KLK-Kinin分子通路的干预性治疗对自身抗体引起的免疫性肾炎有明显的保护作用。在此基础上我们用人KLK1基因修饰的间质干细胞(MSCs)作载体定向释放hKLK1至B6.Sle1.Sle3狼疮小鼠的肾脏中，结果证实hKLK1-MSCs移植疗法可缓解LN引起的肾脏功能损害，并且发现其保护作用可能与抑制炎性因子的分泌及抗氧化效应相关。在本研究中，我们将利用不同动物模型系统性验证hKLK-MSCs对LN的治疗作用，并通过体内外实验多方面探讨hKLK1-MSCs保护作用的分子机制，特别是对炎症反应和氧化应激信号通路的影响，从而发现KLK调控的分子通道和作用靶点，为hKLK-MSCs移植疗法用于免疫性肾炎的临床治疗提供理论依据。

激肽释放酶（klks）系统在抗肾小球基底膜病和狼疮性肾炎中具有保护作用, 但其分子机制尚不明确。本研究的主要内容是利用慢病毒载体系统（pCDH）构建稳定表达人KLK1的小鼠间质干细胞系（hKLK1-MSCs），并验证hKLK1-MSCs移植对自发性狼疮性肾炎保护作用及分子机制。我们在本课题中利用逆转录病毒载体将hKLK1基因转导至小鼠MSCs中，形成一个hKLK1高表达的稳定细胞系-hKLK1-MSCs，并在129x1/svj 和B6.Sle1.Sle3小鼠中进行了实验。给予尾静脉注射10（6）hKLK1-MSCs 细胞或 MSCs空载体，观察其对疾病表型的影响。结果发现，与MSCs空载体处理组相比，hKLK1-MSCs 处理小鼠-129x1/svj 小鼠（抗基底膜病）和B6.Sle1.Sle3小鼠（狼疮性肾炎）尿白蛋白量、BUN都显著降低，肾组织损伤也得到缓解。在狼疮性肾炎小鼠体内，hKLK1-MSCs通过抑制炎症因子的表达减少了巨噬细胞和淋巴细胞浸润，而且，在具有狼疮倾向的小鼠体内，hKLK1-MSCs能更好的耐受过氧化氢诱导的氧化应激，从而抑制肾细胞凋亡。本研究的另一项成果是发现了KLK1在肾脏炎症反应局部可以诱导抗氧化分子OXR1和GSTM2分子的表达，进一步用慢病毒载体和间充质干细胞构建了OXR1-MSC和GSTM2-MSC细胞系，并在狼疮小鼠体内证实OXR1-MSC和GSTM2-MSC通过调节氧化应激反应，从而发挥对狼疮肾炎的保护作用。本课题证实激肽释放酶基因转导的间质干细胞可作为一个有效的基因运载工具，通过调节炎症反应和氧化应激靶向治疗狼疮性肾炎，为基因修饰间充质干细胞在狼疮肾炎的有效治疗中的应用提供了实验依据。