髓系抑制性细胞亚群的诱导及其移植免疫耐受的意义

Myeloid-derived suppressor cells（MDSCs），mainly including monocytic MDSCs and granulocytic MDSCs participate in many physiological and pathological processes and caused significant attention. It has been confirmed that MDSCs played an important role in transplantation immune tolerance. MDSCs can inhibit both adaptive and innate immunity. MDSCs inhibit effector T cells but induce immunosuppressive Treg cells. All these made MDSCs become potential clinical therapy target cells during transplantation tolerance induction. The studies on the mechanisms of MDSC differentiation may provide the essential foundation and make sense for the clinical applications. On the basis of our recent related work, we will focus on the following issues: 1) We will establish the optimal M-MDSC induction system in vitro, and pursue the molecular mechanisms. 2) We will determine the effects of clinical immunosuppressive drugs on MDSC induction and function. And 3) we will establish the transplantation tolerance inducing regimen with the combination of M-MDSCs, immunosuppressive drugs and bone marrow transplantation. We believe that the proposed studies may enhance our understanding about the MDSCs generation and development mechanisms, offering the theoretical basis and techniques for the clinical application of MDSCs, and promoting the application of M-MDSCs in transplantation tolerance induction.

髓系抑制性细胞（MDSCs）在移植免疫中发挥重要作用，既抑制适应免疫，也抑制天然免疫；不仅抑制效应T细胞，且诱导调节性T细胞，具有良好临床应用前景。MDSCs分化的调控机制研究将为MDSCs的应用提供必要理论基础。在前期工作基础上，我们将在本课题中主要集中于单核样MDSCs（M-MDSCs），进行：1）筛选和优化多种细胞因子配伍的诱导M-MDSCs的体系，建立能够大量产生抑制功能强大的M-MDSCs诱导体系，解析其发生的重要分子机制。2）确定目前临床常用免疫抑制剂等对M-MDSCs诱导和功能的影响特点，分析其主要分子路线。3）建立以M-MDSCs、免疫抑制剂及骨髓移植联合应用的移植免疫耐受诱导方案，明确该过程的重要细胞分子事件。我们相信通过该系列研究将加深我们对M-MDSCs发生机制的理解，为M-MDSCs的临床应用提供必要理论基础与技术，促进M-MDSCs在移植免疫耐受诱导的转化应用。

髓系抑制性细胞（Myeloid derived suppressor cells, MDSCs）是在移植免疫应答中起重要负调控作用的一群天然免疫细胞。体外高效诱导MDSCs、确定免疫抑制剂对于MDSCs的影响、揭示MDSCs发育分化的分子机制对于其应用于临床自身免疫病或移植免疫排斥治疗至关重要。本项目通过筛选了GM-CSF联合不同细胞因子诱导的MDSCs体系，发现GM-CSF联合IFN-γ能够诱导抑制功能较强的M-MDSCs，GM-CSF联合IFN-γ诱导的M-MDSCs通过上调iNOS产生NO发挥抑制作用；我们还进一步筛选了M-CSF与不同细胞因子组合诱导MDSCs的效率和体系，发现M-CSF联合TNF-α或者IFN-γ能够诱导功能强大的M-MDSCs，M-CSF联合TNF-α或者IFN-γ诱导的M-MDSCs通过iNOS发挥免疫抑制作用，能够在体内延长移植物的存活。为了确定免疫抑制剂对MDSCs的影响，我们研究了临床上常用的免疫抑制剂环孢素A和雷帕霉素对MDSCs的影响，我们发现环孢霉素A处理促进皮肤移植模型中M-MDSCs的产生，环孢霉素A处理诱导的M-MDSCs通过iNOS发挥抑制功能；雷帕霉素处理显著抑制皮肤排斥模型中M-MDSCs数量和细胞数，雷帕霉素抑制M-MDSCs诱导分化过程中有氧糖酵解过程，metformin能够通过促进糖酵解过程逆转雷帕霉素对M-MDSCs的抑制作用。最后利用基因敲除小鼠模型，我们发现髓系特异性剔除mTOR的小鼠皮肤移植物排斥反应加快，且M-MDSCs产生减少，metformin处理能够显著延长Lyzs-mTOR KO小鼠的移植物存活。本项目建立了功能强大的M-MDSCs的诱导方案，确定了免疫抑制剂环孢素A和雷帕霉素在移植模型中对于M-MDSCs的影响及其机制，为临床上M-MDSCs/骨髓移植/免疫抑制剂联合应用诱导免疫耐受奠定了坚实的基础。