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研究背景:自从首次发现间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSCs),经过几十年的研究,MSCs被发现其可通过多种分子作用机制介入免疫调节并在免疫调控时展现出独特的优势。与其他来源的MSCs相比,成人骨髓来源MSCs(Bone marow mesenchymal stem cells,BM-MSCs)已经成为临床应用的“金标准”。大量的临床前研究和临床应用研究数据证实了这种细胞应用的安全性和有效性,同时也证明了它对T细胞存活和功能有一定的影响作用。然而,我们对MSCs这些功能的潜在作用机制并没有太多深入的了解。现有的研究认为,细胞间的相互接触,可溶性因子的产生,重编程抗原呈递细胞为免疫耐受表型等途径都可能会成为BM-MSCs为Tregs的扩增和发挥其功效提供合适免疫调节环境的机制。前期研究发现,BM-MSCs不仅可直接抑制CD 4+T helper(辅助性T细胞)和CD 8+T cytotoxic(杀伤性T细胞)的增殖,而且也可以间接作用于Tregs(调节性T细胞)的产量来抑制适应性免疫应答反应。在本研究中,我们比较胎肝MSCs(Fetal liver mesenchymal stem cells,FL-MSCs)和 BM-MSCs 的生物学特性,发现 FL-MSCs 可以直接抑制活化的CD 4+T和CD 8+T的增殖,并且表现出较BM-MSCs更为持续的免疫调节能力。本研究还探讨了 FL-MSCs是否会通过诱导产生Tregs从而间接发挥其强大的免疫抑制作用。研究目的:BM-MSCs的获取需要侵入性操作,细胞存活时间较短且易衰老等缺陷,极大的限制了其广泛临床应用。本研究旨在寻找较为合适的MSCs种子细胞替代来源。最终,我们选取了 FL-MSCs,并将之与BM-MSCs进行比较,观察两种细胞的免疫调节功能的差异,评价其是否适合应用于细胞治疗,或者能成为优于BM-MSCs的更好的替代选择。研究方法:1)分别从胎肝和成人骨髓中分离、纯化、培养、传代和体外低温保存MSCs,并从表面抗原表达、多向分化和增殖潜能等三个方面进行细胞鉴定。2)从周龄为6-12周的C57BL/6小鼠脾脏中新鲜分离出单个核细胞,通过磁珠分选法获得较纯的分选后CD 3+CD 25-T细胞,之后对分离获得的细胞进行体外培养、传代和低温保存。3)体外试验将FL-MSCs或BM-MSCs与小鼠CD 3+CD 25-T细胞不同比例共培养,研究两种来源的MSCs对T细胞的作用,进一步研究将细分为分别对CD 4+T传统淋巴细胞和对CD 8+T传统淋巴细胞的免疫抑制作用。4)选择一定比例的MSCs与T细胞继续共培养分组,分别检测T细胞典型的细胞活化表面标记GITR,TNFR 2,ICOS等在CD 4+T传统细胞和CD 8+T传统细胞中的表达情况.5)在上述进行共培养时,我们观察到Tregs在FL-MSCs共培养组中较BM-MSCs共培养组中有所增加,因此我们决定实验量化两种细胞诱导传统T细胞转化为Tregs细胞的能力差别,同时测定诱导产生的Tregs(iTregs)细胞表面典型活化因子的表达量,最后进一步通过设计MLR实验(Mixed Lymphocyte Reaction,体外混合淋巴细胞反应),以衡量这类诱导型Tregs细胞是否能有效的发挥它们功能的情况。实验结果:1)两种类型的MSCs均成功分离,良好贴壁生长,细胞呈现典型均匀的成纤维样长梭状形态;两种来源的细胞均表达MSCs典型的表面特征标志物,且比例相似;增殖实验结果显示,在观察的实验周期内,FL-MSCs的增殖能力明显优于BM-MSCs,且FL-MSCs持续增殖的时间维持的更长。2)体外成功分离得到的新鲜小鼠脾脏T细胞,获取所需经磁珠分选后的目标分群,待与MSCs体外共培养。3)用anti CD 3/CD 28磁珠刺激,且经CFSE标记后的T细胞,在与MSCs共培养时,不同比例混合情况下的CD 4+传统T细胞和CD 8+传统T细胞的增殖能力均不同程度的受到抑制,但其中,传统T细胞在与FL-MSC共培养分组中受抑制效果均明显强于于BM-MSCs。4)根据检测T细胞表面活化标记物的表达情况,在抑制CD 4+传统T细胞和CD 8+传统T细胞的活化能力方面,FL-MSCs优于BM-MSCs,具有更强的促进它们转变为活性更低表型的能力。5)FL-MSCs具有较BM-MSCs更强的将CD 3+CD 25-Foxp 3-T细胞转化为CD 3+CD 25+Foxp 3+T细胞的能力,同时可作用于CD 3+CD 4+CD 25+Foxp 3+细胞亚群和CD 3+CD 8+CD 25+Foxp 3+细胞亚群。因此,这些FL-MSCs iTregs可以被认为是能更有效地抑制CD 4+传统T淋巴细胞和CD 8+传统T淋巴细胞(统称为“T convs”),因此更能发挥其免疫调节作用。研究结论:我们的结果表明了与BM-MSCs相比,FL-MSCs的增殖能力和对T细胞的免疫抑制作用更强,并且首次证实了 FL-MSCs的免疫调节的机制与诱导产生的更具活性的功能型Tregs相关。