TSG-6调控巨噬细胞NALP3炎性小体通路在BMSC减轻实验性矽肺病变中的作用及其机制

Pneumoconiosis constituted half of silicosis is the most extensive occupational disease in China, which still has not effective methods for prevention and treatment. Bone mesenchymal stem cells has wide application prospects in disease treatment. Our group recently demonstrated that BMSC attenuated silica-induced lung injuries. Recently, we found BMSC could inhibit NALP3 inflammasome in macrophage. Using the RNA-Seq, we found the TSG-6 mRNA of BMSC increased. Thus, using experiments in vivo and in vitro, this proposal aims to: ① Determine the function of TSG-6 in BMSC which attenuates silica-induced lung injuries. ②Explore the interaction between TSG-6 and CD44 on macrophage and the regulatory function of NALP3 inflammasome. The project will define the molecular mechanism of BMSC which attenuates silica-induced lung injuries and the key molecular and pathway through studying the interaction between TSG-6, CD44 and NALP3 inflammasome. In addition, this study can provide pre-clinical data for the clinical trial and develop novel strategies for silicosis therapies.

尘肺是我国的头号职业病，矽肺又占近一半，目前缺乏有效防治方法。骨髓间充质干细胞（BMSC）对多种疾病的防治作用已展示良好的应用前景。本课题组以往的研究表明BMSC能减轻实验性矽肺小鼠肺部病变。最近我们发现，在该模型中BMSC能抑制肺泡巨噬细胞（MΦ）NALP3炎性小体通路，转录组测序结果显示BMSC中的TSG-6基因转录水平上调。本项目拟利用小鼠矽肺模型及体外细胞学实验，研究①BMSC分泌的TSG-6在BMSC减轻实验性矽肺病变中的作用；②BMSC分泌的TSG-6与肺泡MΦ表面CD44分子的作用及调控NALP3炎性小体的模式。通过研究TSG-6、CD44及NALP3炎性小体的相互作用，揭示BMSC减轻实验性矽肺病变的分子机制，阐明BMSC发挥保护效应的关键分子及信号通路。该研究将为开展BMSC治疗矽肺的临床研究提供临床前研究数据，并为靶向调控BMSC治疗矽肺提供新的策略和靶点。

尘肺是我国的头号职业病，矽肺又占近一半，目前缺乏有效防治方法。最近的研究进展已经证实骨髓间充质干细胞（BMSCs）对矽肺具有一定的治疗作用，但其疗效和作用机制尚未完全阐明。在本研究中，我们重点关注BMSCs对二氧化硅诱导的急性肺损伤的治疗效果和作用机制。我们发现BMSCs通过抑制肺巨噬细胞中的NLRP3炎症小体途径来减轻二氧化硅诱导的肺部损伤。为了筛选BMSCs作用的关键因子，我们将BMSCs和二氧化硅刺激的巨噬细胞间接共培养，随后收集BMSCs，进行RNA测序和转录组学分析。结果提示，肿瘤坏死因子-α刺激蛋白6（TSG-6）可能是BMSCs释放的关键旁分泌因子，发挥保护作用。为了进一步阐明其机制，本研究通过建立矽肺小鼠模型，使用针对小鼠TSG-6核心功能区的siRNA，转染BMSCs细胞，使用q-PCR检测了TSG-6 mRNA的表达情况，结果显示BMSCs中TSG-6 mRNA表达量极低，证明已获得TSG-6沉默的稳定BMSCs细胞株。经尾静脉注射小鼠重组TSG-6及BMSCs，发现能减轻矽肺小鼠急性肺损伤，然而，经尾静脉注射TSG-6沉默的BMSCs细胞株，发现并不能减轻矽肺小鼠急性肺损伤。在体外共培养体系实验中，发现TSG-6可以抑制巨噬细胞NALP3炎性小体组分，使用抗CD44抗体封闭巨噬细胞表面CD44分子后，TSG-6抑制巨噬细胞分泌IL-1β的作用减弱。总之，我们的研究表明，骨髓间充质干细胞可以通过体内和体外分泌TSG-6来调节巨噬细胞炎症小体的激活，以保护二氧化硅诱导的急性肺损伤。