Rap1/NF-κB信号通路介导间充质干细胞对气道变应性炎症免疫调控的作用研究

基本信息
批准号:81470069
项目类别:面上项目
资助金额:30.00
负责人:史剑波
学科分类:
依托单位:中山大学
批准年份:2014
结题年份:2016
起止时间:2015-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:左可军,赖银妍,邓梦夏,陈枫虹,曾清香,邓学泉,王丹
关键词:
间充质干细胞NFκB免疫调节气道变应性炎症Rap1
结项摘要

The unique immunomodulatory properties of mesenchymal stem cells (MSCs) have been determined. Recently, we reported that induced pluripotent stem cell(iPSC)-drived MSCs had immunosuppressive effect on allergic airway inflammation in mouse (Stem Cells, 2012). However, the possible mechanims about the change of MSCs to promote immunomodulation is unclear. Fortunately, bone-marrow MSCs was reported to regulate macrophages via its intracelluar NF-κB pathways. Rap1, a telomeric interacting protein was recently reported to be an upstrem and critical regulator of NF-κB. We next found that both Rap1 and NFκB wer activated in iPSCMSC under the stimulation of tumor necrosis factor-α. In addtion, bone marrow dervice MSCs from Rap1 knockout mice had weaker inhibition to allergic airway inflammation in mice and had no activation of NF-κB pathways under the stimulation. Therefore, we hypothesize that Rap1/NF-κB signal pathway plays a key role in the immunomodulatory effect of (iPSC-)MSCs. In this project, we will use the Rap1 knockout mice and iPSCMSCs with Rap1 gene knowckout to investigate (1) the role of Rap1/NF-κB signal pathway in the immunomodulatory effect of (iPSC-)MSCs and the possible downstream pathways; (2) especially the role of Rap1/NF-κB signal pathway in the immunosupression of (iPSC-)MSCs on allergic airway inflammation. iPSCMSCs have more advantages compared to adult MSCs. This study is timely and may provide useful information to the mechanism ofimmunomodulation of (iPSC-)MSC on allergic airway inflammation.

间充质干细胞(MSC)具有广泛的免疫调节作用,我们近期又报道了诱导性多能干细胞(iPSC)来源的MSC可抑制气道变应性炎症,但有关其内在机制的研究一直无明朗的指向。NFκB可参与介导MSC对巨噬细胞的免疫调节,近期发现Rap1是NFκB的上游关键调节因子。我们前期证实iPSCMSC受刺激后Rap1/NFκB呈激活状态,敲除Rap1基因的MSC对变应性炎症的抑制作用显著减弱,且细胞内NFκB的活化亦显著下调。这提示Rap1/NFκB可能是MSC发挥免疫调节的内在调控机制。我们拟应用敲除了Rap1基因的小鼠和iPSCMSC,采用细胞共培养和动物模型探讨Rap1/NFκB是否参与介导MSC的免疫特性;其具体分子机理;是否介导了对小鼠气道变应性炎症的免疫调节。iPSCMSC具有强大的应用优势,本研究将从其内部变化而非其作用靶细胞的角度阐明具有免疫调控作用的分子机制,为真正走向临床提供切实的理论依据

项目摘要

间充质干细胞(MSC)具有广泛的免疫调节作用,我们近期报道了诱导性多能干细胞来源的MSCs(iPSC-MSCs)可抑制气道变应性炎症,但有关其内在机制仍不清楚。文献报道NF-κB通路可参与介导成体MSCs对巨噬细胞的免疫调节,近期发现Rap1是NF-κB的上游关键调节因子。本项目以此为切入点,通过建立小鼠呼吸道变态反应炎症模型,应用野生鼠及Rap1基因敲除鼠来源的BM-MSCs进行体内干预实验,发现野生鼠来源BM-MSCs可以显著除低小鼠肺部炎症,减少肺泡灌洗液中IL-4、IL-5和IL-13的表达,但是敲除鼠来源的BM-MSCs对小鼠呼吸道变应模型的干预效果明显减弱。在体外,我们应用TNF-α及体外Th2炎症体系刺激iPSC-MSCs,发现iPSC-MSCs中Rap1蛋白的水平明显增高,另外也证明NF-κB磷酸化入核水平明显升高。进一步我们采用shRNA沉默iPSC-MSCs中的Rap1基因,应用呼吸道变应性炎症小鼠模型和体外Th2炎症体系探讨Rap1在iPSC-MSCs发挥免疫调节中的地位,发现shcontrol-iPSC-MSCs能显著抑制小鼠肺部炎症,以及肺泡灌洗液中IL-4、IL-5和IL-13的表达。但是shRap-1-iPSC-MSCs对小鼠呼吸道变应模型的干预效果则明显减弱。通过体外混合淋巴细胞反应检测shRap-1-iPSC-MSCs对淋巴细胞增殖的抑制作用,结果证实shRap-1-iPSC-MSCs对淋巴细胞增殖的抑制作用也显著减弱;细胞因子分泌谱分析提示iPSC-MSCs分泌IL-10、PGE2的水平也显著下降。此外,我们还研究了在体外Th2炎症体系刺激下沉默Rap1基因iPSC-MSCs及对照细胞株中NF-κB通路的活化情况。结果发现在体外Th2炎症体系刺激下,iPSC- MSCs细胞核中NF-κB蛋白复合体亚基p65出现明显增高。而同样Th2炎症体系刺激下沉默Rap1基因的iPSC-MSCs细胞核内p65水平弱于对照组iPSC-MSCs,说明NF-κB是rap-1的下游基因。以上这些结果表明Rap1是iPSC-MSCs、BM-MSCs发挥呼吸道变应性炎症免疫调节作用的关键因子,Rap1介导iPSC- MSCs的免疫调节作用可能是通过NF-κB实现的。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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