基于延缓UC-MSCs衰老增强其调节RA CD4+T细胞亚群的机制研究

来源 :大连医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:adder2001
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目的:间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)是一类具有自我更新及定向分化能力的细胞,能够发挥修复受损组织,抑制炎症反应和免疫调节的作用,目前成为治疗自身免疫病包括类风湿关节炎(Rheumatoid Arthritis,RA)在内的研究热点。CD4+T细胞亚群失衡在RA发生发展中起重要作用,MSCs能恢复记忆T细胞频率和功能从而缓解病情。MSCs作为理想的治疗手段仍存在局限性,衰老是制约MSCs大规模扩增的重要因素,同时衰老MSCs活性降低,导致治疗时衰老MSCs功能异常并削弱其免疫调节功能,如何延缓MSCs衰老提高其免疫调节活性是本实验的目的所在。因此,本课题基于正常MSCs通过上调糖酵解水平更好地发挥作用,旨在探讨MSCs衰老与糖酵解相互影响机制,拟通过促进糖酵解水平来延缓MSCs衰老,从而提高其免疫调节活性,为临床更好的开展MSCs治疗奠定理论基础。方法:1、收集脐带间充质干细胞(umbilical cord mesenchymal stem cells,UC-MSCs)P3、P8代细胞,与RA患者外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cells,PBMC)共培养,通过q RT-PCR、Western blotting、衰老相关β-半乳糖苷酶(SA-β-gal)染色及FCM等方法评估UC-MSCs衰老状态,分析其对RA外周CD4+T细胞亚群数量的影响。2、糖酵解抑制剂2-脱氧葡萄糖(2-DG)阻断P8代UC-MSCs糖酵解,运用q RT-PCR、FCM等方法分析糖酵解对UC-MSCs免疫调节功能的影响。3、采用生物信息学、FCM、IF和q RT-PCR等方法分析P3、P8代细胞及与RA-PBMC共培养体系中糖酵解相关指标,评估衰老UC-MSCs静息及活化状态糖酵解水平。4、运用FCM、q RT-PCR、IF等方法检测二甲双胍(Metformin,Met)处理衰老UC-MSCs并与RA-PBMC共培养后糖酵解关键酶及RA外周CD4+T细胞亚群数量,探讨Met对衰老UC-MSCs糖酵解及其免疫调节功能的影响。5、2-DG+Met/Met处理P8代细胞后,检测衰老相关指标,探究糖酵解是否可延缓UC-MSCs的衰老。6、Met刺激P8代UC-MSCs,同时加入代谢相关信号分子抑制剂,采用Western blotting、FCM等方法研究通过上调糖酵解延缓UC-MSCs衰老的分子调控机制。结果:1、P8较P3代细胞p53和p16含量升高,线粒体活性氧(Mitochondrial reactive oxygen species,mt ROS)表达上调,细胞周期阻滞,SA-β-gal染色阳性率增高,表明UC-MSCs存在复制衰老。RA-PBMC分别与P3和P8代UC-MSCs共培养后,Tfh细胞数量、Th1/Th2、Th17/Treg明显降低,但共培养组中P8代细胞降低不如P3代,表明衰老UC-MSCs对RA外周CD4+T细胞亚群的调节能力减弱。2、阻断糖酵解后,衰老UC-MSCs分泌可溶性细胞因子的能力及对RA外周CD4+T细胞亚群的调节能力均受到抑制,说明糖酵解参与UC-MSCs发挥免疫调节功能。3、静息状态下,衰老并未影响UC-MSCs糖酵解相关酶表达;而在P3/P8代UC-MSCs与RA-PBMC的共培养体系中,UC-MSCs糖酵解上调且P3代细胞高于P8代。4、Met处理可以增强衰老UC-MSCs糖酵解且对RA外周CD4+T细胞亚群的调节能力明显增强,说明Met可能通过上调糖酵解促进衰老UC-MSCs免疫调节功能。5、与Met处理组相比,加入2-DG后,P53、P16表达增多,细胞周期阻滞,表明Met通过增强糖酵解延缓UC-MSCs衰老。6、Met可以促进腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)活化,后者通过抑制磷酸化信号转导与转录激活因子(signal transducer and activator of transcription,STAT)3表达上调衰老UC-MSCs糖酵解。结论:激活AMPK可抑制STAT3通路,并上调HK2表达,从而延缓UC-MSCs衰老,增强其在调控RA CD4+T细胞亚群比例的作用。
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