Foxp3基因修饰间充质干细胞通过扩增调节性T细胞诱导移植心脏免疫耐受

以间充质干细胞（MSCs）为载体的基因治疗是诱导免疫耐受的理想策略。不同于针对某个基因的过表达，本研究在MSCs中稳定表达转录因子Foxp3，利用Foxp3是调节性T细胞(Treg)主调控基因和对其下游一系列具有免疫调节功能基因进行调控的特性，旨在从不同通路或基因来同时放大MSCs的免疫调节功能。前期的研究也表明：Foxp3基因修饰诱导了其下游基因CD25(IL-2Rα)及PD-L1在MSCs中表达。相比未修饰的MSCs，MSC-Foxp3有更强的免疫抑制能力，并能诱导Treg的产生及增殖。本研究拟在心脏移植模型中，研究MSC-Foxp3的免疫调节能力及其诱导特异性免疫耐受的可能性。着重从Treg的角度，研究Treg在MSC-Foxp3诱导体内免疫耐受中所扮演的角色，以及从PD-L1及IL-2R信号通路探讨MSC-Foxp3诱导Treg扩增的机制。为诱导移植免疫耐受的提供一种新的策略。

研究背景：Foxp3（transcription factor forkhead box P3）是Treg发育和功能的主调控基因，其表达是CD4+CD25+ 调节性T细胞（Regulatory T cells，Treg）发挥免疫抑制功能所必需。以间充质干细胞（Mesenchymal stem cells，MSC)为基础的免疫治疗是诱导同种异基因移植免疫耐受的一种很有前途候选手段。本课题在MSC细胞中过表达Foxp3转录因子，试图在MSC中激活转录因子Foxp3所上调的基因和抑制其所下调的基因，增强其免疫调节效应，在大鼠原位肝脏移植模型诱导特异性移植免疫耐受，并着重从Treg的角度，研究Treg在MSC-Foxp3诱导体内免疫耐受中所扮演的角色，为诱导移植免疫耐受的提供一种新的策略。材料与方法：分离、培养及鉴定MSC，成功包装和纯化出表达Foxp3的lentiviurs。将携带Foxp3及FUGW的慢病毒转染MSC，检测Foxp3-MSC的免疫调节能力。移植手术后立即经门静脉注射术1ml 1×106数量的MSC、FUGW-MSC或Foxp3-MSC细胞，观察其治疗效果并研究其机制。结果：慢病毒携带Foxp3成功转染了MSC细胞，通过荧光显微镜检测，在大鼠移植肝脏中成功检测到Foxp3-MSC和FUGW-MSC。在混合淋巴细胞培养中，与MSC比较，LEW来源的Foxp3-MSC抑制了ACI CD4+对LEW以及第三方BN大鼠脾细胞的增殖反应。其抑制机制包括细胞接触并与表面分子PD-L1在MSC表达增加相关。 CD4+ T cells与Foxp3-MSC共培养诱导了Treg比例的增加。不仅如此，单独Foxp3-MSC治疗诱导了供体特异性的移植免疫耐受并产生了CD4+CD25+Foxp3+ Tregs依赖性免疫耐受。结论：Foxp3转染显著提高了MSC的免疫抑制能力，虽然其机制没有完全清楚，但本实验证实其细胞-细胞接触机制并与Foxp3转染导致MSC表面分子PD-L1表达增加相关。在体内及体外，Foxp3转染诱导了Foxp3+ Treg的增加，Foxp3+Treg增加在Foxp3-MSC诱导的特性移植免疫耐受中扮演重要的角色。Foxp3转染MSC为诱导移植免疫耐受的提供一种新的策略。