臍帶間充質(zhì)干細胞通過免疫調(diào)節(jié)T淋巴細胞
改善膠原誘導關節(jié)炎
類風濕關節(jié)炎(Rheumatoid Arthritis, RA) 是一種由于免疫紊亂導致軟骨和骨破壞的自身免疫性疾病，目前治療藥物主要包括糖皮質(zhì)激素、改善病情抗風濕藥物（DMARDs）及生物制劑，經(jīng)早期規(guī)范化達標治療臨床緩解率得到很大提升，但有部分患者病情仍未達標，并且這些藥物只針對早期、活動期炎癥的控制，對晚期業(yè)已形成的關節(jié)破壞則無法修復。因此，尋找既能夠早期調(diào)節(jié)免疫紊亂抑制炎癥反應，又可以阻止及修復關節(jié)破壞，且安全、有效的治療策略成為目前亟需解決的問題。RA發(fā)病機制尚未完全闡明，研究發(fā)現(xiàn)T 淋巴細胞異常增殖、凋亡及分化與RA的發(fā)生發(fā)展密切相關，成為炎癥、免疫激活、骨破壞的重要機制。間充質(zhì)干細胞（Mesenchymal Stem Cells, MSCs）具有高度增殖、免疫調(diào)節(jié)及多向分化能力，可能成為RA治療新策略。但MSCs在RA動物模型膠原誘導關節(jié)炎（CIA）大鼠中的治療作用各不相同，且作用機制不清，限制了其在RA臨床轉化中的應用。
因此，為明確人臍帶來源的間充質(zhì)干細胞（hUCMSCs）對RA的治療效果以及探究其發(fā)揮作用的具體機制，山西醫(yī)科大學第三臨床醫(yī)學院風濕免疫科張莉蕓教授團隊，在體內(nèi)實驗中研究了hUCMSCs對CIA大鼠的治療效果，分別從關節(jié)炎指數(shù)、放射學改變及滑膜病理改變進行評估，從T細胞增殖、凋亡、分化、分泌炎性因子及基因轉錄水平闡明hUCMSCs發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用的可能機制，并進一步在體外實驗中研究了hUCMSCs及hUCMSCs釋放的細胞外囊泡（hUCMSC-EVs）對RA患者外周血T細胞的免疫調(diào)節(jié)作用，為hUCMSCs在RA的臨床轉化應用提供重要的理論依據(jù)和實驗基礎。該研究成果于2019年以“Immunomodulatory effect of human umbilical cord mesenchymal stem cells on T lymphocytes in rheumatoid arthritis”為題發(fā)表于International Immunopharmacology上。
該研究結果顯示：
1. hUCMSCs可有效改善CIA大鼠后足腫脹度及關節(jié)炎指數(shù)，延緩CIA大鼠關節(jié)炎放射學進展，減少CIA大鼠關節(jié)滑膜增生及炎性細胞浸潤，作用與治療RA的經(jīng)典藥物甲氨蝶呤（MTX）相似。
圖1 hUCMSCs改善CIA大鼠的關節(jié)炎癥狀
2. hUCMSCs抑制CIA大鼠脾臟T細胞增殖，促進T細胞凋亡，降低Th17細胞比例，上調(diào)Treg細胞比例，恢復Treg/Th17平衡;抑制血清IL-17表達，促進血清TGF-β表達;其中hUCMSCs抑制T細胞增殖、下調(diào)Th17細胞比例作用略弱于MTX，促進T細胞凋亡、上調(diào)Treg細胞比例及Treg/Th17，抑制IL-17表達，促進TGF-β表達作用與MTX相似。免疫組化及RT-PCR方法證實hUCMSCs下調(diào)CIA大鼠脾臟ROR-γt及ROR-γt mRNA表達，作用優(yōu)于MTX；上調(diào)脾臟Foxp3及Foxp3mRNA表達，作用與MTX相似。此外，免疫組化方法證實hUCMSCs下調(diào)CIA大鼠關節(jié)ROR-γt及Foxp3表達。
圖2 hUCMSCs對CIA大鼠T細胞的作用
3. MSCs在靜息或應激狀態(tài)下釋放的細胞外囊泡（EVs）可模擬MSCs的免疫調(diào)節(jié)及組織修復作用，并且規(guī)避MSCs作為細胞治療帶來的一些風險。本研究在體外實驗中研究了hUCMSCs對RA患者T細胞的免疫調(diào)節(jié)作用，并將hUCMSCs與hUCMSC-EVs的免疫調(diào)節(jié)作用進行了比較，結果顯示hUCMSCs和hUCMSC-EVs均可下調(diào)RA患者外周血Th17細胞比例，抑制IL-17分泌，上調(diào)Treg細胞比例和Treg/Th17，促進TGF-β的表達；在降低Th17細胞比例和IL-17A水平方面hUCMSCs和hUCMSC-EVs(90μg)作用相似，在增加Treg細胞比例、Treg/Th17和TGF-β水平方面hUCMSCs作用優(yōu)于hUCMSCs(90μg)。
圖3 hUCMSCs對RA患者T細胞的作用
綜上，本研究從體內(nèi)、體外實驗，從外周血、免疫器官、炎癥關節(jié)的角度，證實了hUCMSCs可以調(diào)節(jié)T細胞增殖、凋亡、分化及炎性因子分泌，并且在轉錄水平上調(diào)節(jié)T細胞向Treg和Th17細胞分化，恢復Treg/Th17平衡，從而發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用，最終改善RA關節(jié)炎癥狀，延緩疾病進展，為hUCMSCs在RA治療的臨床轉化應用提供重要依據(jù)。
張莉蕓教授為本研究的通信作者，馬丹為本研究論文的第一作者，該研究得到國家自然科學基金的支持。
