间充质干细胞调控JAK/STAT通路抑制Th17分化治疗再生障碍性贫血的作用机制

Acquired aplastic anemia (AA) is a life-threatened disease. In our previous clinical trial, we used normal bone marrow mesenchymal stem cells （MSCs）to treat AA patients, achieving a good curative effect.We further confirmed that MSCs increased the number of Treg through the Notch /RBP-J/FOXP3 signaling and regulated the Treg/Th17 balance. However, it is not clear whether MSCs simultaneously inhibits the formation of Th17 in patients with AA.Based on previous studies, through clinical research, in vitro experiments and gene knockout animal model, we aimed to study that the function of secretion of IL-10 in MSCs from AA patients, the effect of IL-10 on JAK/STAT3 signaling in T cells, the effect of IL-6/JAK/STAT3/RORγt signaling on Th17 and the molecular mechanism of MSCs in normal infusion for AA patients. This study is beneficial to understand the molecular mechanism of MSCs's immunoregulation of AA and to provide a theoretical basis for the new strategy of cell therapy for AA.

获得性再生障碍性贫血(Aplastic Anemia, AA)是严重威胁生命的疾病，本课题组在前期临床研究中应用正常骨髓间充质干细胞（Mesenchymal Stem Cell, MSCs）输注治疗难治/复发AA患者取得良好疗效，发现MSCs可通过Notch/RBP-J/FOXP3信号通路上调Treg，进而调控Treg/Th17平衡发挥治疗作用。但MSCs是否同时抑制AA患者体内Th17的生成及其机制尚未明确。本项目拟在前期研究基础上，通过临床研究、体外细胞实验和基因敲除动物模型研究进一步明确AA患者MSCs的IL-10分泌是否存在功能缺陷；IL-10对T细胞JAK/STAT3通路的作用；深入研究IL-6/JAK/STAT3/RORγt信号通路在调节Th17分化及正常MSCs输注治疗AA的作用机制。本研究有助于深入理解MSCs对AA免疫调节的分子机制，为AA的细胞治疗新策略提供理论依据。

背景：获得性再生障碍性贫血（Aplastic Anemia, AA）是由多种病因和复杂发病机制引起的一种骨髓造血功能衰竭性疾病。难治/复发仍是目前 AA 治疗中面临的最大挑战。间充质干细胞（Mesenchymal Stem Cells, MSCs）具有自我复制、多向分化、造血支持、促进干细胞植入和免疫调节等优势，目前临床广泛应用于很多疑难复杂疾病的研究与治疗。课题组前期应用 MSCs 治疗 AA 取得一定的临床效果，但如何提高其疗效及其发挥作用的具体机制有待深入研究。.实验方法：1.提取人CD4+T细胞及BMMSCs共培养，在Th17分化诱导条件下，添加STAT3通路抑制剂或IL10中和抗体，探索MSCs抑制Th17分化的机制。2.提取HUMSCs，使用慢病毒转染使细胞过表达IL10基因，检测基因修饰后细胞的表型及功能变化，并检测细胞MAPK/ERK通路的蛋白改变，探究过表达IL10基因MSCs的表型、功能变化以及机制。3.建立再生障碍性贫血小鼠模型，使用基因修饰后的MSCs进行治疗。收集小鼠外周血进行血常规检测，提取外周血血清检测AST/ALT/CREA-S的改变；取小鼠脾脏提取淋巴细胞，检测Treg/Th17细胞的比例；通过骨髓病理H&E染色观察疗效。.实验结果：1.抑制IL6/JAK/STAT3通路可抑制CD4+T细胞向Th17分化；2.基因编辑后的HUMSC激活MAPK/ERK通路，促进细胞增值、减少氧化应激，上调抗炎能力，但对细胞周期及其他性质没有影响。3.OEIL10-MSC通过上调再生障碍性贫血小鼠模型Treg细胞比例，下调Th17细胞比例，恢复外周血红细胞及白细胞的数目，改善肝肾功能以及骨髓造血，发挥治疗的作用。.实验结论：本课题通过体外研究，发现 Th17分化与IL6/JAK/STAT3通路密切相关，并且阻断MSC分泌IL10后可下调MSC抑制Th17分化的作用，有助于深入理解 MSCs 在 AA 患者体内调节免疫平衡的作用。通过体内研究，发现过表达MSCs的IL10基因，免疫方面能更加上调小鼠脾脏Treg细胞亚群的比例，更有助于小鼠外周血红系以及骨髓病理的恢复。这对于提高MSC在治疗AA的临床疗效，开辟 AA 细胞治疗新策略具有重要意义。