营养与健康所王莹、时玉舫研究组发现糖皮质激素干扰MSCs免疫抑制功能的新机制

2021年5月2日，国际学术期刊Advanced Science在线发表中国科学院上海营养与健康研究所王莹和时玉舫课题组题为“Steroids Enable Mesenchymal Stromal Cells to promote CD8+ T Cell proliferation via VEGF-C”的研究成果，发现并揭示糖皮质激素促进间充质干细胞（mesenchymal stem/stromal cells, MSCs）表达血管内皮生长因子-C（vascular endothelial growth factor-C, VEGF-C），干扰MSCs对急性移植物抗宿主（acute graft versus host, aGvHD）治疗作用的新分子、新机制。

MSCs在多种炎症性疾病和自身免疫病中的应用探索始于其免疫调节特性的发现。2004年，MSCs成功治疗1例激素和环孢霉素抵抗的难治性aGvHD儿童患者标志着MSCs临床应用的开端。2008年，Katherina Leblanc团队在MSCs治疗难治性aGvHD病人的II期临床试验取得较好治疗效果。然而，由prochymal公司领衔的MSCs药物对aGvHD治疗作用的临床试验却以失败告终。因此，探究MSCs对于aGvHD治疗的有效性，以及阐明何种因素及机制影响MSCs的免疫抑制作用，对于应用MSCs有效治疗aGvHD具有重要意义。本项目团队前期研究发现，MSCs免疫抑制功能的执行依赖于炎症因子（IFN-γ、TNF-α/IL-1）的刺激（Cell Stem Cell, 2008）。并且，炎症因子的种类和浓度的差异决定MSCs免疫调节的可塑性（Nature Immunology, 2014），影响MSCs对炎症性疾病的治疗效果。例如，IL-17增强MSCs的免疫抑制功能，提高MSCs对肝损伤的治疗作用（Cell Death and Differentiation, 2014），然而，糖皮质激素破坏MSCs的免疫抑制功能，执行相反的作用（Cell Death and Disease, 2014）。

糖皮质激素是aGvHD患者的一线治疗药物，但是对难治性aGVHD患者来说，治疗效果不佳，且容易产生耐受，长期致死率高达90%。为了研究糖皮质激素和MSCs对aGVHD治疗的影响，本项研究通过构建aGvHD小鼠模型，分析了地塞米松（dexamethasone, Dex）、MSCs以及二者联合应用对aGvHD的影响。研究发现，Dex和MSCs单独使用时均表现出明显的治疗效果。但是，二者的联合应用非但不能缓解aGvHD，反而加重其进展。通过体外实验模拟和解析MSCs、Dex对T细胞活化和增殖的影响，研究明确Dex和MSCs的联合应用显著促进CD8+ T细胞增殖。这种对CD8+ T细胞的促进作用不仅与Dex削弱MSCs中诱导型一氧化氮合成酶的表达有关，更重要的是，Dex可以诱导MSCs分泌VEGF-C，并与TNF-α协同作用提高其表达水平。VEGF-C单独使用可以显著促进CD8+ T细胞增殖，加重aGvHD和累及器官的炎症反应。利用CD8CreVEGFR3fl/fl条件性基因敲除小鼠及其来源CD8+ T细胞，研究发现并明确VEGFR3是介导VEGF-C促进CD8+ T细胞的活化和增殖的主要受体。VEGF-C通过激活VEGFR3及其下游pI3K-AKT-CyclinD1信号通路，调控CD8+ T细胞的活化和增殖，最终加重aGvHD进展。这些研究结果表明，糖皮质激素和MSCs二者联合使用加重aGvHD，而靶向性抑制VEGFR3的下游信号可以改善二者联合应用的不良效应。这一发现不仅拓展了我们对于MSCs免疫调节特性的认识，提供了MSCs治疗aGvHD的新视角和新理解，同时也为合理考量MSCs在炎症性疾病和自身免疫病治疗中的应用提供了新的理论基础。

中国科学院上海营养与健康研究所博士毕业生甘雨润和在读博士生张涛为本研究论文共同第一作者，王莹研究员和时玉舫研究员为共同通讯作者。本项研究得到了苏州大学何雪峰教授、周飞教授、何玉龙教授、甘建和教授，上海交通大学同仁医院盛慧明教授以及德国明斯特大学Lydia Sorokin教授的合作支持。本项研究得到了国家重点研发计划、中国科学院战略性先导专项、国家自然科学基金委等项目资助。同时，感谢上海营养与健康研究所公共技术平台以及动物平台的支持。

图：地塞米松促进MSCs表达VEGF-C加重aGvHD

文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202003712