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近来许多的研究表明间充质干细胞(mesenchymal stem cell,MSC)对天然免疫和适应性免疫都具有广泛的抑制作用,例如它能通过影响树突状细胞(DC)的成熟和功能而发挥免疫调节作用;SLE患者的MSC功能发生了改变;SLE患者外周血中17β-雌二醇(E2)浓度的增加明显高影响患者的病情。那么,E2是否影响MSC的功能?受E2处理的MSC对DC成熟和功能的影响如何?此外,miR-146a在免疫调节方面的作用日益凸显,E2是否影响miR-146a在MSC中的表达?改变miR-146a表达后MSC会发生何种变化?关于这些方面的研究还未见报道。
因此,本论文的研究内容如下:1、分析E2作用下人脐带间充质干细胞(ucMSC)表型、细胞骨架和超微结构的改变,以探讨E2对ucMSC的作用。2、检测不同浓度E2存在的情况下,人胎肺MSC表型、增殖贴壁以及分泌细胞因子水平的变化,以便探讨MSC对DC成熟和功能影响及其可能的机制。3、研究E2作用下人ucMSC的MicroRNA的表达水平,并通过改变miR-146a在ucMSC中的表达,观测ucMSC表型功能以及miR-146a靶基因的变化,以便进一步研究ucMSC发挥免疫抑制的机制。
通过分离培养人脐带MSC,用共聚焦显微镜观察ucMSC细胞骨架的构成和透射电镜观察ucMSC细胞器的变化,并用流式细胞仪测定线粒体膜电位。结果表明,在E2处理后,多数ucMSC内可见大量自噬体以及线粒体补偿性增多;纽蛋白在细胞核周围增多,线粒体膜电位不变,提示ucMSC处于衰老状态。进一步,体外分离培养人胎肺MSC和脐带MSC,用不同浓度E2(10-9、10-8和10-7M)刺激24小时后对其进行计数、测定增殖和贴壁能力,并用流式细胞仪分析MSC和DC表面标志的变化。RT-PCR测定MSC内细胞因子(IL-6、TGF-β和VEGF)mRNA的表达情况。结果表明,分离得到的MSC纯度达到95%以上;E2影响MSC的增殖和贴壁能力;MSC表面标记的表达无变化。高浓度E2作用MSC24小时后,MSC表达的TGF-β与对照组相比减少,而IL-6、IFN-β和VEGF与对照组相比增加。MSC与DC共培养后DC表面CD86、MHC-Ⅱ和CD80的表达均有所降低,而当DC与经E2预处理过的MSC共培养后,DC表面MHC-Ⅱ、CD80和CD86的表达回升。另外,Q-PCR检测了E2作用后ucMSC中MicroRNA的表达情况。用Lipofectamin2000将pre-miR-146a转染ucMSC,分析了转染后ucMSC的表型和功能以及miR-146a靶基因的变化。结果表明,E2可增强ucMSC的miR-146a的表达,而降低miR-23b和miR-21的表达。miR-146a不影响ucMSC的表型,而降低STAT1和IDO的表达。
本研究的结论为:
1、E2能增强ucMSC的增殖贴壁,并改变ucMSC的超微结构和细胞骨架。
2、E2可能通过调节MSC分泌细胞因子的表达水平,改变MSC对DC的免疫抑制作用。3、miR-146a抑制MSC内免疫相关基因的表达。