芳香烃受体调控MSC功能在中性粒细胞哮喘气道炎症中的作用及机制研究

Neutrophilic asthma always associate with severe asthma and refractory asthma which performance sever clinical syndromes and require difficulty therapies. Neutrophils and Th17 cells are the predominant cells of neutrophilic airway inflammation. Interaction of the two kinds of cells contributes to the acute aggravate of asthma. Stem cells applied new therapy for asthma treatment, but how to make the stem cells functioned completely in asthma environment is also the bottle neck. Aryl hydrocarbon receptor (AhR) expressed widely on almost all the organism, dysfunction of AhR may influence the function of MSC. Previously, we found AhR inhibition in the BMSC of our neutrophilic asthma mice model. We hypothesized the inhibition of AhR reduce the immune regulate function of MSC, and activate AhR may enhance the function. We attempt to active the AhR of MSC in vitro and observe its effect on neutrophils and Th17 cells. Then administrated neutrophilic asthma mice model with AhR activation MSC and observe its effect on airway inflammation. Our research may throw a new light on the therapy of stem cells in neutrophilic asthma.

中性粒细胞哮喘临床上多表现为重症哮喘、难治性哮喘，临床症状重，治疗难度大。中性粒细胞和Th17细胞是中性粒细胞气道炎症的主要作用细胞，二者在气道内相互作用、相互激活促进了哮喘的进展和急性加重。干细胞为哮喘治疗提供了新方向，但其抗炎和免疫调节功能在哮喘微环境中的正常发挥仍是干细胞治疗哮喘需要突破的瓶颈。芳香烃受体（AhR）广泛存在于生物体内并介导各种生物学反应。AhR的功能状态可能影响MSC的迁移和免疫调节功能。我们前期研究发现中性粒细胞哮喘小鼠的BMSC中存在AhR的抑制。我们假设AhR抑制限制了MSC的免疫调节功能，而激活AhR可以改善MSC的抗炎和免疫调节功能。本项目中，我们拟体外激活MSC的AhR受体观察其对中性粒细胞及Th17免疫特性的影响。同时建立中性粒细胞哮喘动物模型，体内输注AhR激活的MSC，观察其对中性粒细胞气道炎症的影响。本项目可能为干细胞治疗中性粒细胞哮喘提供新依据。

中性粒细胞哮喘作为哮喘的一种特殊类型，临床症状控制差，急性加重频繁，对糖皮质激素治疗不敏感。骨髓间充质干细胞（mesenchymal stem cells, MSCs）已明确可在嗜酸性粒细胞哮喘中发挥治疗作用，但对中性粒细胞哮喘的治疗效果仍需要更多的研究证实。芳香烃受体（Aryl hydrocarbon receptor ,AhR）作为一种配体激活性转录因子，在生物体内广泛表达，参与许多重要的生物学过程。前期研究中我们发现中性粒细胞哮喘模型小鼠存在骨髓MSC的AhR表达下调，在本课题中我们进行了以下实验：①MSC的分离、培养、鉴定以及AhR激活对其形态、表型及多向分化能力的影响；②AhR激活的MSC对中性粒细胞哮喘气道炎症的改善作用及机制； ③AhR调控MSC对脾脏淋巴细胞增殖的抑制作用及机制； ④AhR调控MSC对Th17分化的抑制作用及机制。经过研究发现：①小鼠骨髓分离的MSC能够在培养皿中贴壁生长，呈成纤维细胞状，表达CD29、Sca-1、CD105及CD90，不表达CD45、CD11b、CD34及CD80，且能够向成骨、成脂、成软骨诱导分化，AhR激活后未影响其固有特性； ②AhR激活后通过增强对Th17分化及中性粒细胞抗原提呈功能的抑制作用增强MSC对中性粒细胞哮喘气道炎症的改善作用； ③AhR激活后通过上调MSC iNOS的表达，促进NO的产生，增强了对脾脏淋巴细胞增殖的抑制作用，通过应用L-NAME及PTIO抑制了上述作用，NO供体SNAP则可产生类似MSC的抑制作用；④ AhR激活后通过上调MSC iNOS的表达，促进NO的产生，增强了对Th17分化的抑制作用，通过应用L-NAME及PTIO抑制了上述作用，NO供体SNAP则可产生类似MSC的抑制作用。为 MSC更好地发挥抗炎及免疫调节作用，从而对治疗中性粒细胞哮喘提供理论和实验基础。