摘要:
文題釋義:
腫瘤壞死因子α-刺激基因-6蛋白(TSG-6):是一種分子質量為35-38 kD的糖蛋白,可由活化的間充質幹細胞分泌,有抗炎蛋白之稱,在心肌梗死、腦梗死及動脈粥樣硬化等動物模型中被證明有抗炎及組織保護作用。由促炎性細胞因子如白細胞介素1β、干擾素γ、腫瘤壞死因子α、脂多糖等誘導TSG-6表達,但是抑炎性的細胞因子如白細胞介素4或白細胞介素10則抑制TSG-6表達。在觀測一些疾病模型中發現間充質幹細胞以TSG-6依賴性方式調節巨噬細胞表型向M2型轉化、調控炎症反應、增強組織修復和防止過度組織纖維化,這可能是幹細胞促進單核巨噬細胞亞型轉化的機制之一。
巨噬細胞亞型:巨噬細胞M1和M2特徵之間的轉換被稱為“極化”。巨噬細胞極化是一種過程,在特定的組織和特定的微環境中,巨噬細胞表現出特定的表型和對微環境刺激的功能反應,目前已經認識到2個主要巨噬細胞亞群包括經典活化的炎性(M1)和可活化的抗炎(M2)巨噬細胞,M2巨噬細胞可以進一步分為M2a,M2b,M2c和M2d亞型,最近也有將M1向M2轉化的中間狀態細胞稱為M3的說法,其性質有待進一步探究。
背景:幹細胞以旁分泌或遠距分泌的方式對炎症反應產生調節作用,是幹細胞移植治療疾病的主要機制之一。移植的幹細胞分泌大量生物活性分子,如轉化生長因子β、前列腺素E2、白細胞介素10和腫瘤壞死因子α-刺激基因-6蛋白(tumor necrosis factor α stimulating gene-6 protein,TSG-6)等,影響單核/巨噬細胞從促炎M1表型轉化為抑炎M2表型,協調促炎和抗炎因子的平衡,是其調節炎症反應的重要機制,而目前幹細胞分泌因子促進單核/巨噬細胞亞型轉化的作用機制尚不明確。
目的:探討人臍血間充質幹細胞分泌的生物活性分子之一TSG-6對小鼠骨髓來源巨噬細胞表型變化及炎症因子水平的影響,並探究TSG-6蛋白介導的巨噬細胞M2極化的機制。
方法:①無菌提取6-8周齡Balb/c小鼠骨髓單核細胞,脂多糖及干擾素γ誘導為M1巨噬細胞,分M1(M1)、MT(M1+rhTSG-6)、MM(M1+MSCs)、MMsi(M1+MSCs+TSG-6siRNA)4組共培養3 d,收集巨噬細胞和上清液,流式檢測巨噬細胞表型比例;ELISA檢測炎症因子白細胞介素1β、白細胞介素12、腫瘤壞死因子α、轉化生長因子β1、白細胞介素10、TSG-6水平;Western blot檢測巨噬細胞極化相關p/t-STAT1/3/6及TSG-6水平;RT-PCR檢測精氨酸酶1、白細胞介素10、誘導型一氧化氮合酶、腫瘤壞死因子α的 mRNA表達。②阻斷M1表面CD44:分M1(M1)、MT(M1+rhTSG-6)、bMT(M1+TSG-6+blkCD44組)、MM(M1+MSCs)、bMM(M1+MSC+blkCD44組)5組共培養3 d,Western blot檢測各組細胞CD44、p/t-STAT1/3/6水平;RT-PCR檢測CD44、STAT1/3/6 mRNA和目的基因表達水平;流式分析阻斷CD44後TSG-6黏附陽性M1巨噬細胞。
結果與結論:小鼠M1巨噬細胞加入rhTSG-6或與人臍血間充質幹細胞共培養後觀察到:①M1細胞減少、M2細胞增加、M1/M2下降(P < 0.05);②促炎症因子腫瘤壞死因子α、白細胞介素1β和白細胞介素12水平降低(P < 0.05),抗炎症因子白細胞介素10、轉化生長因子β1和TSG-6水平升高(P < 0.05);③p/t-STAT1水平降低、p/t-STAT3/6水平升高(P < 0.05);④腫瘤壞死因子α和誘導型一氧化氮合酶mRNA表達降低,白細胞介素10 mRNA和精氨酸酶1 mRNA表達升高(P < 0.05)。阻斷M1表面CD44後觀察到:①TSG-6黏附陽性細胞比例降低(P < 0.05);②CD44蛋白及mRNA表達下降(P < 0.05);③p/t-STAT1、腫瘤壞死因子α及誘導型一氧化氮合酶mRNA表達升高(P < 0.05),p/t-STAT3/6 mRNA、白細胞介素10及精氨酸酶1 mRNA表達降低(P < 0.01)。因此,該研究闡述了人臍血間充質幹細胞分泌的TSG-6以CD44依賴的方式影響STAT1/3/6訊號通路介導巨噬細胞M1向M2亞型轉化及炎症調節。
縮略語:人臍血間充質幹細胞:human umbilical cord blood-mesenchymal stem cells,hUCB-MSCs;腫瘤壞死因子α-刺激基因-6蛋白:tumor necrosis factor α stimulating gene-6 protein,TSG-6https://orcid.org/0000-0002-1130-6203 (趙吉玲)
中國組織工程研究雜誌出版內容重點:幹細胞;骨髓幹細胞;造血幹細胞;脂肪幹細胞;腫瘤幹細胞;胚胎幹細胞;臍帶臍血幹細胞;幹細胞誘導;幹細胞分化;組織工程
關鍵詞: 炎症, 人臍血間充質幹細胞, 單核/巨噬細胞, M1/M2, TSG-6, CD44, STAT
引用本文: 趙吉玲, 彭 漪, 彭智勇, 餘國龍. 人臍血間充質幹細胞分泌生物活性因子腫瘤壞死因子α-刺激基因-6蛋白對小鼠骨髓來源巨噬細胞亞型轉化的影響[J]. 中國組織工程研究, 2022, 26(13): 2012-2019.
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