PGE2-IL-10通路在调节性巨噬细胞介导MSC干预OB中的作用及机制研究

Obliterative bronchiolitis (OB) is the major obstacle for long-term allograft survival in lung transplantation, and effective method to prevent OB is absent.The development of OB is related to innate immunity and inflamation. Previous studies revealed that induced regulatory T cells could not throughly preventing the development of OB due to the unstability in vivo. Recently, it was reported that MSC own immunoregulatory function.So, in the research, we suppose that MSC could prevent OB after lung transplantation, and the mechanism underlining it might be the expression of IL-10 and PGE2 by MSC and its interaction with macrophages which chould be induced to a new regulatory sunset and eventually promote the stability and regulatory function of Tregs, so as to inhibit rejection. To proving it, firstly we would transfer mouse OB models with MSC and detect immunology reaction in vivo; then, we would neutralize IL-10 to block regulatory macrophages function to reveal the role of PGE2-IL-10 pathway in meadiation of the function of MSC; macrophages would be also deleted so as to find out the nessasary of macrophage in the function; finally, TLR4 knockout mouse is used to reveal the TLRs related molecular mechanism of regulatory macrophage in the period of MSC therapy of OB.Through this research, we would reveal the function and differentiation mechanism of MSC and regulatory macrophage, and provide new theropy for further clinical use of MSC in prevention of OB.

OB是影响肺移植术后移植物长期存活最主要原因，目前缺乏有效防治措施。OB的发生与固有免疫和炎症反应密切相关。我们前期研究发现调节性T细胞(Tregs)由于在炎症环境中的不稳定性不能完全阻止OB。近期报道MSC具有免疫调节功能，我们预实验发现MSC能促进调节性巨噬细胞分化，增强PGE2、NO、COX2及IL-10的表达。我们推测MSC能有效防治OB，其机制可能是通过PGE2及TLRs通路诱导调节性巨噬细胞分化并产生IL-10等抑炎因子，维持Tregs的稳定性，减轻排斥反应。本课题拟首先通过中和IL-10阻断PGE2-IL-10通路，研究此通路在MSC免疫调节功能中的作用；并通过删除巨噬细胞，研究其是否介导MSC免疫调节功能；最后通过TLR4基因敲除小鼠，在体内研究MSC治疗OB过程中，调节性巨噬细胞分化的TLRs相关分子机制。本课题的研究为阐明MSC治疗OB的机制并应用于临床奠定基础。

肺移植是终末期肺疾病一种有效的治疗方法。由于慢性排斥反应导致的闭塞性细支气管炎（Obliterative bronchiolitis, OB）仍然是困扰肺移植患者长期存活的最主要障碍。移植后的急性排斥反应作为OB的一个危险因子已经被广泛的接受。近年来研究证实在同种异体器官移植急性排斥反应中，巨噬细胞（macrophage）起着十分重要的作用。最近的研究证明，MSC具有多向免疫调节作用，MSC可通过影响巨噬细胞的功能调节固有免疫。但其在肺移植术后OB中的作用尚不清楚。我们使用原位气管移植模型来模拟肺移植术OB的病理改变，并给与体外培养的小鼠骨髓来源的MSC进行干预，结果显示，过继输入MSC可以明显减轻异系气管移植物的病理改变。而且，我们发现MSC过继输入可显著升高移植物局部IL-10水平，并且降低促炎因子TNF-α及IL-6的表达，进一步研究证实过继输入MSC可以促进异系移植受体内巨噬细胞向M2型巨噬细胞分化，稳定体内的Tregs并促进体内诱导的Tregs细胞的分化，抑制Th17细胞的产生，减轻OB的病理改变并减缓OB的病程。在体外研究中，我们证实，MSC通过PGE-2-IL-10信号通路促进巨噬细胞细胞的分化和功能。另外，MSC通过产生TGF-β促进Tregs细胞的分化。MSC不仅能自身促进Treg细胞的分化，还能促进巨噬细胞分泌IL-10进一步加强对Treg细胞分化的促进作用。该研究为深入探索MSC 发挥免疫调节作用的机制，并将这群细胞用于临床奠定一定的实验基础。