间充质干细胞来源外泌体对接触性过敏反应小鼠的治疗作用及机制研究

发布时间：2020-05-16 19:18

【摘要】：背景与目的:间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)是一类具有广泛免疫调节作用的多潜能干细胞,主要用于免疫相关疾病的治疗。作为细胞治疗,MSCs具有局限性和可塑性等缺点。越来越多研究发现间充质干细胞来源的外泌体(exosomes derived from mesenchymal stem cells,MSC-Exo)能发挥MSCs相同的免疫调节作用,且作为非细胞制剂MSC-Exo避免了MSCs细胞治疗的缺点。已有研究报道MSCs治疗小鼠接触性过敏反应(contact hypersensitivity,CHS)的有效性,但目前还没有研究深入报道MSC-Exo治疗CHS的作用及机制,故本研究拟探讨MSC-Exo对CHS的治疗作用及相关机制,为开发MSC-Exo非细胞生物治疗提供新的临床前证据。方法和结果:研究通过酶消化贴壁培养脐带华通氏胶来源MSCs,分离扩增培养的第3代MSCs呈成纤维梭形贴壁生长,具有成骨成脂成软骨诱导分化能力,表达CD90、CD105、CD44、CD73、CD29、CD166等表面标志物,不表达CD45、CD34、HLA-DR、CD19、CD31、CD14,符合国际间充质干细胞的鉴定标准。超高速离心提取的MSC-Exo电镜下呈杯盘状双膜结构,平均粒径102nm(96.4nm?201.5nm),表达外泌体特异性标志物CD9和CD63。研究通过建立小鼠CHS模型,观察MSC-Exo对CHS小鼠的治疗作用和机制。实验动物分3组:control组(无CHS+PBS),CHS组(CHS+PBS)和MSC-Exo组(CHS+MSC-Exo)。结果提示:MSC-Exo治疗后CHS小鼠耳朵肿胀较CHS组明显减轻,且炎症分泌物、皮肤结痂和炎症细胞浸润明显减少。流式结果提示MSC-Exo治疗抑制CHS小鼠耳后引流淋巴结中CD8~+IFN-?~+Th1和CD4~+IFN-?~+Tc1细胞分化,增加Treg(CD4~+CD25~+Foxp3~+)细胞比例;同时,MSC-Exo治疗组小鼠血浆中TNF-?,IFN-?的表达水平降低,IL-10表达水平增高。体外共聚焦显微结果提示MSC-Exo能直接被CD3+T细胞摄取,主要存在于细胞核周围;且MSC-Exo与T细胞体外共培养4d后,MSC-Exo显著降低CD8~+IFN-?~+Th1和CD4~+IFN-?~+Tc1细胞比例,增加Treg(CD4~+CD25~+Foxp3~+)细胞比例;同时抑制IFN-?和TNF-?的表达,促进IL-10的表达水平,且作用效果与外泌体剂量呈依赖性;同时,MSC-Exo能显著降低T细胞中STAT1和pSTAT1蛋白的表达水平。结论:酶消化贴壁培养的人脐带MSCs符合国际间充质干细胞的标准,超高速离心能成功提取形态完整的外泌体,且表达CD63和CD9特异性标志物。MSC-Exo治疗能改善CHS临床表现,抑制CHS小鼠炎症反应,减轻耳朵肿胀程度及炎症细胞的浸润,抑制淋巴结中Th1和Tc1细胞分化,降低IFN-?和TNF-?的表达水平;同时促进Treg细胞分化,增加IL-10的表达水平。体外共培养实验进一步证实MSC-Exo抑制T细胞中Th1,Tc1的分化和培养上清中IFN-?和TNF-?表达;同时,促进Treg分化及IL-10的表达,且作用效果与MSC-Exo剂量呈依赖性。MSC-Exo参与T细胞免疫调节的机制可能是通过MSC-Exo直接作用于CD3~+T细胞,抑制STAT1及pSTAT1蛋白的表达,从而调节免疫反应。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R758.2

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