MSCs分泌的抗炎因子TSG-6诱导MMP12表达的分子机制及其在改善肝纤维化中的作用

The mechanism of mesenchymal stem cells (MSCs) therapy for liver fibrosis is far from being understood, and cytokines produced by MSCs paracrine play an important role. In the previous study, we found that TSG-6 is a major antifibrotic cytokine of MSCs. In addition, TSG-6 could significantly affect the expression of MMP12. MMP12 could suppress hepatic stellate cells activation. Furthermore, the severity of liver damage was more serious after the removal of macrophages in vivo, and TSG-6 was inefficacy if there no macrophages in vivo. Since macrophages are the only source of MMP12 and they are the key regulator of liver fibrosis. Thus, we hypothesized that TSG-6 secreted by MSCs may affect MMP12 expression by regulating macrophages, thereby improving fibrosis. However, the mechanism by which TSG-6 regulates macrophages and macrophages regulate MMP12 remains unclear. We are going to investigate the transduction pathway of TSG-6 regulating MMP12 and explore the effect of MMP12 on proliferation and apoptosis of stellate cells and secretion of inflammatory cytokines by macrophages. The role of MMP12 in the development and treatment of liver fibrosis was further clarified. This study may help to clarify the molecular mechanism of TSG-6 therapy for liver fibrosis and provide new ideas for cytokine replacement therapy of liver fibrosis.

间充质干细胞（MSCs）治疗肝纤维化机制不明，旁分泌产生的细胞因子发挥重要作用。前期我们发现：①MSCs分泌的TSG-6是关键的抗肝纤维化因子；②芯片结果提示TSG-6可显著影响MMP12的表达；③MMP12抑制星状细胞活性；④清除体内巨噬细胞后小鼠肝损伤程度更重，且体内缺乏巨噬细胞时，TSG-6不能发挥治疗作用。由于巨噬细胞是MMP12的唯一来源，且参与调控肝纤维化。据此我们推测：TSG-6可能通过调控巨噬细胞影响MMP12表达，进而改善纤维化。然而TSG-6如何调控巨噬细胞？巨噬细胞如何影响MMP12表达？尚不明确。本课题拟从细胞水平上揭示TSG-6调控MMP12的信号途径，探索MMP12对星状细胞增殖凋亡及巨噬细胞分泌炎症因子的影响；从动物模型上明确MMP12在肝纤维化发生发展及治疗中的作用。研究结果有助于阐明TSG-6治疗肝纤维化的分子机理，为肝纤维化细胞因子替代治疗提供新的思路。

肝硬化全球发病率及死亡率均逐年增高。虽然原位肝移植被认为是最有效的方法，但其临床使用受制于费用高昂、供肝缺乏、免疫排斥等因素。干细胞移植的抗纤维化作用已在动物模型或临床研究中得到证实，但干细胞体内分化不可控及异体移植带来的免疫排斥使得干细胞移植仍存较大争议。目前认为间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSCs）旁分泌细胞因子可能是MSCs发挥肝脏组织修复的主要机制。因此，寻找出MSCs在肝脏修复中的重要细胞因子，以该细胞因子治疗替代传统MSCs移植，在有效发挥治疗作用的同时，也可规避MSCs临床应用的诸多问题。 . 前期工作中我们发现了MSCs抗肝纤维化的“关键因子”TSG-6，然而，TSG-6抗纤维化的主要机制不明。针对这一问题，我们进行了探索：芯片结果提示TSG-6可显著影响巨噬细胞基质金属蛋白酶12（Macrophage metalloelastase 12, MMP12，巨噬细胞分泌）的表达；巨噬细胞在肝纤维化过程中发挥重要作用，体内缺乏巨噬细胞时，TSG-6不能发挥治疗作用。因此，我们认为TSG-6可能通过调控巨噬细胞影响MMP12表达，进而改善纤维化。. 在本基金的支持下，我们进一步对TSG-6如何调控巨噬细胞、巨噬细胞如何影响MMP12表达进行探索，结果如下：（1）通过小鼠及人肝纤维化标本研究提示TSG-6与MMP12表达相关，MMP12受TSG-6调控，并且MMP12在肝硬化病人中显著升高，可能是肝脏疾病进展过程中的重要分子标志物；（2）通过体内外实验证实TSG-6通过调控巨噬细胞向M2型极化上调MMP12表达，进而改善小鼠肝纤维化；（3）通过免疫荧光等细胞实验证实MMP12抑制肝星状细胞激活，并且抑制巨噬细胞分泌TNF-α、IL-6及IL-1β等炎症因子；（4）设计了CaP@BSA-TSG-6纳米颗粒，该纳米颗粒可缓释TSG-6，具有良好的肝脏靶向性及更好的抗炎抗纤维化效果。. 该研究结果有助于阐明MSCs分泌的抗炎因子TSG-6治疗肝纤维化的分子网络，为肝纤维化细胞因子替代治疗提供新的思路，并且本课题设计的CaP@BSA纳米颗粒具有医学转化潜能，有望成为肝脏疾病治疗的药物载体。