脂肪干细胞修复放射性肠损伤的机制研究

In previous study，we preliminarily demonstrated that adipose-derived stem cells（ADSCs）had therapeutic effects on radiation-induced intestinal injuries（RIII）,including neovascularization and maintaining epithelium homeostasis, represented by the accelerated mobilization of endothelial lineage cells from bone marrow to ischemic areas， and by the prolonged existence of Bmi1-positive intestinal stem cells（ISCs） within crypts.However，the mechanisms involved are still unclear.Based on these results，further research of the mechanisms involved are essential.Mainly by modifying cyclooxygenase-2（COX-2）gene expressing in ADSCs and building a COX gene-deficient animal model,the relationship between prostaglandin E2 secreted by ADSCs and the proliferation of Bmi1-positive ISCs will be studied.In addition，the relationship between stromal cell-derived factor-1（SDF-1） secreted by ADSCs and accelerated mobilization of bone marrow-derived endothelial lineage cells to injured sites will be studied through SDF-1 transgenic model.Consequently，the mechanisms of ADSCs on healing RIII，including neovascularization and maintaining epithelium homeostasis，will be explored.It will provide new evidence for management of RIII clinically.

课题组通过前期工作,已证实脂肪干细胞对放射性肠损伤具有修复作用。观察到脂肪干细胞通过上调隐窝Bmi1阳性肠干细胞的数量来加速上皮完整性的恢复；同时加速骨髓内皮源性细胞向损伤部位迁移来促进受损部位的血管新生。目前相关作用的机制尚不明确。基于此，课题组将对这两种修复机制进行深入研究。利用RNA干扰及转基因的方法，干预脂肪干细胞环氧合酶-2基因的表达，通过构建环氧合酶基因缺陷放射性肠损伤实验动物模型，研究脂肪干细胞产生的前列腺素E2与Bmi1阳性肠干细胞增殖的关系。采用同样的方法，干预脂肪干细胞基质起源因子-1基因的表达.通过构建基质起源因子-1基因缺陷放射性肠损伤动物模型，研究脂肪干细胞产生的基质起源因子-1与内皮源性细胞加速向损伤部位迁移的关系。通过以上研究，其目的在于能够在分子水平上揭示脂肪干细胞促进肠上皮再生及受损部位血管新生的机制，为临床治疗放射性肠损伤提供理论依据。

小肠是人体内主要的消化器官之一。小肠的另一价值在于其所发挥的屏障功能。其中，小肠上皮及固有层内的微血管构成了物理屏障，它们共同抵御肠腔内致病菌的侵袭，对人体健康的维持有着重要意义。但是，小肠属于辐射敏感器官之一。主要原因在于隐窝细胞的增殖活动是十分旺盛的。另外，固有层的微血管内皮细胞对辐射也十分敏感。加上组织细胞损伤后肠屏障功能的下降，使黏膜下组织直接暴露于肠腔细菌，导致组织损伤加剧。进而引起消化功能的紊乱、炎症及感染，危害人类健康。放射性肠损伤属于一种独立的疾病，被称为放射性肠病。它拥有独立的致病因素及发病机制。目前，临床上治疗放射性肠病的主要手段在于应用抗炎、减轻水肿等对症及营养支持药物。但是，这类药物并没有从根本上解决受损组织的再生问题。近年来，大量的基础研究已经证实，间充质干细胞（MSC）对放射性肠损伤具有修复作用。主要体现在抗炎、促血管新生以及促上皮再生等方面。另外，由于MSC细胞表达趋化因子受体，这导致该群细胞能够向损伤部位募集。因此，MSC是作为搭载外源修复基因的理想种子细胞。同时，利用MSC细胞进行放射性肠损伤的基因治疗在基础研究中已经取得不错的成绩。在本研究中，我们利用人脂肪来源的MSC细胞，对其修复放射性肠损伤的机制进行了研究。其中包括：① Ad-MSC细胞因子表型分析；② 应用Ad-MSC细胞的分泌上清，研究其对辐射诱导的小肠微血管损伤的修复作用及机制；③应用Ad-MSC细胞作为cxcl12的基因载体，探索其对辐射诱导的小肠上皮损伤的修复作用及机制。发现了：①人脂肪干细胞能够分泌多种细胞因子，其中包括CXCL12，EGF，VEGF，HGF，IL-8，Angiogenein，IL-17A和Dkk-1等。但是，上述因子在不同供体来源的脂肪干细胞的上清中，其水平是存在差异的。② 人脂肪干细胞上清能够促进人脐静脉内皮细胞成管，抑制内皮细胞的凋亡以及促进受照射的小肠内血管新生。③脂肪干细胞过表达CXCL12基因时，受照小肠隐窝细胞的磷酸化Akt Ser473，磷酸化Erk1/2苏氨酸（Thr）202/磷酸化Erk1/2苏氨酸（Thr）202/204 以及非磷酸化Ser33/37/Thr41 β-catenin的水平进一步提高。从而抑制了细胞凋亡，促进细胞增殖。通过对以上研究，我们进一步完善了利用MSC细胞修复放射性小肠损伤这一科研领域的相关数据。