TNF-α、IFN-γ通过激活骨髓间充质干细胞NF-κB/STAT3通路调控DSS诱导小鼠肠炎的炎症反应

【摘要】炎症性肠病(IBD),尤其是溃疡性结肠炎(UC)的在中国的发病率越来越高,直接影响人们的正常生活并增加了患癌症的几率,但它的发病机制尚不明确。目前研究发现UC的发病机制与肠道菌群失调、肠道粘膜功能障碍、肠道内分化的免疫调节功能障碍等有关,尤其是肠道免疫失调和信号通路的改变引起了特别关注。对IBD的治疗手段也在不断的更新,其中TNF-a抑制剂的使用,引起了我们的关注。另外,因为骨髓间充质干细胞(MSCs)具有高分化能力、低免疫原性、调节免疫系统、归巢机体损伤部位和肿瘤等方面的优势而已经使用于临床治疗。也已有文献提示MSCs能够通过调节肠炎小鼠的免疫系统而对小鼠肠炎进行损伤修复,但MSCs具体的作用机制并不明确。因此,本论文我们重点关注机体内的炎症因子对MSCs影响及其MSCs对肠炎的治疗作用和机制研究。我们选取TNF-a和IFN-y作为研究中的目的炎症因子,将体内的微环境扩大化,研究炎症因子对MSCs的影响以及其作用机制。首先我们构建了shKKa/MSCs细胞株,用3%DSS给小鼠正常饮水7天,构建小鼠结肠炎模型,发现MSCs在结肠损伤部位聚集归巢。然后我们用2%的DSS给小鼠正常饮水11天构建小鼠结肠炎模型,从第3天起隔天给小鼠尾静脉注射WT/MSCs、经TNF-α、IFN-γ预处理6h、24h、72h的MSCs、shIKKa/MSCs和经NF-κB信号通路抑制齐(?)CHS-828处理24h后的MSCs。我们发现WT/MSCs对肠炎小鼠有修复作用,能缓解肠炎小鼠的炎症反应,减缓小鼠体重变化、结肠长度变化,降低肠炎小鼠中MPO水平；小鼠血清、血浆、结肠组织中促炎因子的(IL-17、IL-1p、TNF-α、IFN-γ)表达下降。但是尾静脉注射经过TNF-α、IFN-γ预处理6h、24h、72h的MSCs后,随着干预时间的增加,肠炎小鼠的炎症反应加重,小鼠体重变化大、MPO水平上升、结肠组织损伤加重。小鼠血清、血浆、结肠组织中的促炎因子(IL-17、IL-1β、TNF-α、IFN-γ)表达升高。WesternBlotting、免疫荧光、免疫组化检测结肠组织中NF-κB信号通路、STAT3信号通路的激活情况,发现结肠组织细胞质中IκBa表达下降、p-IκBa表达上升,STAT3表达下降,p65、P-STAT3入核增加。免疫组化检测Ki-67、PCNA的表达量,我们发现尾静脉注射经过TNF-α、IFN-γ预处理6h、24h、72h的MSCs后,随着干预时间的增加,实验小鼠结肠组织Ki-67、PCNA表达增加,说明在长时间炎症因子刺激MSCs下,MSCs加重肠炎小鼠的炎症反应,持续激活小鼠结肠组织中NF-κB、STAT3信号通路,小鼠结肠组织出现异常增殖,肠炎小鼠发生病变甚至癌变。而在shIKKa/MSCs组、CHS-828组干预了MSCs的NF-κB的信号通路与WT/MSCs组相比,促炎因子(IL-17、IL-1β、TNF-α、IFN-γ)整体表达降低,在一定程度上影响了肠炎小鼠的炎症反应,说明了MSCs的NF-κB通路的激活在肠炎小鼠的炎症反应中是必要的。有研究提示在炎症初期,MSCs在肠道损伤部位能够促肠组织纤维化,α-SMA水平升高,加强机体的修复功能。但在本研究中发现,经过TNF-α、IFN-γ预处理6h、24h、72h的MSCs,随着时间的增加,MSCs的组织纤维修复能力下降；血浆中的TGF-β的mRNA水平下降,而CXCR4、MCP-1水平mRNA升高。同时TNF-α、IFN-γ预处理MSCs,随着处理时间的增加,MSCs的归巢迁移到损伤部位作用加强,这与血浆中的CXCR4、MCP-1mRNA水平升高有关。而shIKKα/MSCs组、CHS-828组与WT/MSCs组相比,干预了MSCs的NF-κ.B的信号通路,MSCs的纤维化组织修复能力和迁移归巢能力也会受到影响,α-SMA表达降低,细胞因子TGF-β、MCP-1、CXCR4mRNA水平降低。此外,在体外实验中还发现MSCs与巨噬细胞共培养相互促进炎症因子IL-1β、TNF-α的释放。根据上述实验结果,我们推测肠炎小鼠体内的炎症因子如TNF-α、IFN-γ的共同作用促进了MSCs到损伤部位的定向迁移,参与了结肠组织的损伤修复,其作用机制可能与MSCs自分泌或通过与其他组织细胞、免疫细胞的相互作用调控了各种炎症因子、细胞因子的释放,共同参与到早期炎症组织的修复,但是长时间的接触炎症因子,MSCs促进结肠组织纤维化作用下降、NF-κB/STAT3信号通路的持续激活和促进炎症因子的持续释放,这些将会加重炎症进程,促使结肠组织发生病变甚至癌变。干预影响了MSCs的NF-κB信号通路,MSCs的损伤修复功能下降,影响机体炎症因子、细胞因子的释放。由此可见,MSCs的修复作用与体内炎症因子相关,与NF-κB信号通路相关。
【作者】李娟；
【导师】宋刚；
【作者基本信息】厦门大学，药理学，2014，硕士
【关键词】间充质干细胞；结肠炎；TNF-α；IFN-γ；NF-κB/STAT3；

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