白细胞介素10工程化修饰人脐带间充质干细胞优效治疗炎症性肠病

背景:间充质干细胞来源广泛、易体外增殖,并可分泌一系列免疫调节因子抑制炎症、促进组织修复再生,广泛应用于各种疾病治疗研究。但是对于多种疾病,间充质干细胞的治疗效果有限。针对疾病特定发病机制或者干预靶点进行工程化修饰间充质干细胞是未来细胞治疗的重要发展方向。目的:白细胞介素10是一种典型的抗炎细胞因子,有助于调节免疫反应并诱导巨噬细胞向抗炎表型极化,该研究探讨白细胞介素10基因工程化修饰人脐带间充质干细胞对炎症性肠病的治疗效果。方法:通过电转染建立稳定过表达人白细胞介素10基因的人脐带间充质干细胞,并基于细胞治疗产品标准筛选出临床级细胞。给予C57BL/6J小鼠自由饮用5%葡聚糖硫酸钠盐水溶液建立急性结肠炎模型,分别在造模前1 d(尾静脉途径)与造模后第4天(腹腔途径)注射空质粒转染的人脐带间充质干细胞或过表达人白细胞介素10基因的人脐带间充质干细胞(1×10~6个/只)。在造模后第6天取结肠组织进行苏木精-伊红染色评估组织学变化,免疫荧光染色检测增殖细胞核抗原与CD31的表达。结果与结论:构建的稳定过表达白细胞介素10的工程化人脐带间充质干细胞,满足临床级人脐带间充质干细胞质量标准;人脐带间充质干细胞对小鼠急性结肠炎具有修复效果,过表达白细胞介素10基因的人脐带间充质干细胞的治疗效果更加优效,更显著地抑制急性结肠炎小鼠的体质量下降(P<0.05)、结肠缩短(P<0.05)以及结肠组织损伤(P<0.05);过表达白细胞介素10基因人脐带间充质干细胞组结肠组织切片中增殖细胞核抗原阳性细胞与CD31阳性细胞显著多于人脐带间充质干细胞组,表明过表达白细胞介素10基因的人脐带间充质干细胞可能通过显著促进肠组织细胞增殖和血管再生进而促进结肠组织修复。

小鼠受γ射线腹部照射后DNA对肠腺再生的促进作用

我们以前的实验证实,小肠匀浆内含有能提高受照射小鼠肠腺存活率的因子。对小鼠小肠匀浆的生化分离和鉴定证实,此因子为核酸类物质(DNA,RNA)(曾桂英,陈镔鍑等,待发表)。本文报道,小鼠接受γ射线照射后 DNA 对肠腺再生的促进作用。

JAK/STAT信号通路在肠黏膜再生及调节辅助性T细胞应答中的研究进展

肠道是机体内外环境的交汇点,易遭受各种有毒有害物质的刺激,导致上皮结构受损、功能紊乱和微生态失调,进而造成畜禽生长性能下降,经济效益降低。位于隐窝基底部的肠道干细胞(intestinal stem cell,ISCs)驱动的肠上皮细胞更新是维持上皮结构的动力所在,也是肠道损伤修复的必要途径。ISCs活性受微环境中各种分子信号的协同调控,而Janu激酶/信号转导与转录激活子(JAK/STAT)通路是多种细胞因子信号转导的共同途径。这些细胞因子可结合细胞膜上酪氨酸激酶相关受体,激活JAK,促进STAT磷酸化并入核,引起周期相关蛋白和抗凋亡蛋白等靶基因的转录,从而控制ISCs增殖、凋亡和分化命运,维持隐窝绒毛轴的有序结构。此外,ISCs周边的辅助型T细胞(Th细胞)通过分泌白细胞介素(interleukins,ILs)和干扰素(interferons,IFNs)与ISCs胞内的JAK/STAT信号通路串联,以实现肠细胞对损伤刺激做出快速应答,加速肠道干细胞分裂,促使肠上皮再生。作者重点阐述了JAK/STAT介导ISCs维持肠上皮结构与功能完整性以及Th细胞如何调节ISCs向功能细胞分化的作用机制,介绍了某些畜禽疾病发生时该信号通路的异常变化,并指出在下一步研究中可将肠道类器官等新兴研究模型纳入动物肠道发育和疾病诊断的研究和实践中。对JAK/STAT的精准调控,有望揭示隐窝-绒毛轴更新规律,为建立科学的营养调控技术方案、改善畜禽肠道及机体健康水平提供理论依据。

哺乳动物肠上皮屏障中非编码RNAs的调控作用

哺乳动物肠上皮是一种拥有快速自我更新能力的组织,在维持机体免疫稳态与肠道应激后的损伤修复中发挥重要作用。源于隐窝底部的多能肠干细胞不断进行增殖、迁移与分化,并沿隐窝?绒毛轴向上移动,从而维持肠上皮完整性。该过程受严格而复杂的基因调控网络参与。越来越多的数据表明,肠上皮完整性受到广泛的非编码RNA的调控,主要包括肠黏膜再生、保护与上皮屏障功能等方面。本文重点讨论了两类非编码RNA(包括microRNAs和lncRNAs)转录后调控肠上皮屏障功能的研究进展。其中,miR?503、miR?146和lnc?uc.173、lnc?SPRY4?IT1、lnc?plncRNA1、lnc?Gata6等,能够促进肠黏膜的更新,增强上皮屏障功能;相反,miR?222、miR?29b、miR?195和lnc?H19与lnc?BC012900等,抑制肠上皮再生并破坏肠上皮屏障功能。miRNAs、mRNAs与lncRNAs间构成复杂的分子网络,共同调控肠上皮稳态。深入研究与肠上皮相关的miRNAs和IncRNAs分子及其作用机制,探寻引起肠黏膜炎症的关键分子靶标,为肠道炎症临床诊治提供新方向与新方法。

肠上皮细胞凋亡与肠缺血损伤及再生修复的实验研究

目的 探讨小肠黏膜缺血损伤及再生修复的特征及规律 ,以及与肠上皮细胞凋亡的关系。方法 应用小肠缺血再灌注模型 ,检测小肠缺血及再生修复过程中肠黏膜结构、黏膜隐窝上皮细胞分裂活性及黏膜上皮细胞凋亡的改变。结果 肠缺血再灌注 1h ,肠黏膜损害加重 ,黏膜上皮细胞凋亡明显增加 ,黏膜隐窝上皮细胞分裂活性降低 ;肠黏膜再生 1d、 3d组肠黏膜上皮细胞凋亡明显减少 ,黏膜隐窝上皮细胞分裂活性增加 ,并逐渐恢复至正常水平 ,肠黏膜结构逐渐恢复至正常。

新型培养体系下小肠类器官模型的构建

目的构建具有损伤再生能力的新型小肠类器官,体外模拟肠道损伤、再生和修复过程。方法分离6~8周龄、18~24 g无特定病原体动物级C57BL/6小鼠回肠黏膜隐窝结构,设计ENR、ENR+肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和8C培养体系,分别构建肠道稳态、炎症损伤和损伤再生条件下的小肠类器官并观察形态。通过免疫荧光染色检测类器官包含的细胞类型和空间排布,以及损伤再生基因凝集素蛋白(Clu)、膜联蛋白A1(Anxa1)、干细胞抗原1(Sca1)和小鼠再生胰岛衍生蛋白3β(Reg3 b)的蛋白质表达情况。通过实时荧光定量聚合酶链反应(qRT-PCR)检测Clu、Anxa1、Sca1、Reg3 b的mRNA表达情况。统计学方法采用独立样本t检验。结果8C和ENR培养体系下的小肠类器官均包含肠道干细胞、杯状细胞、潘氏细胞和肠道内分泌细胞,细胞空间排布与肠上皮基本一致。8C培养体系下的新型小肠类器官的扩增能力较ENR、ENR+TNF-α培养体系下的小肠类器官明显增强,生长速度更快,结构更大、更复杂。qRT-PCR结果显示,8C培养体系下的新型小肠类器官再生基因Clu、Anxa1和Sca1的mRNA相对表达水平均高于ENR和ENR+TNF-α培养体系(0.68±0.31比0.20±0.07、0.36±0.19,0.48±0.13比0.07±0.02、0.18±0.11,0.56±0.20比0.02±0.01、0.08±0.04),差异均有统计学意义(t=4.82、2.77,8.62、4.89,8.58、7.50;均P<0.05)。免疫荧光检测显示,8C培养体系下的新型小肠类器官再生基因Clu、Anxa1、Sca1和Reg3 b的蛋白质表达水平均高于ENR、ENR+TNF-α培养体系(31.62±1.69比9.73±2.39、15.11±2.16,42.65±1.85比19.70±1.18、24.97±2.82,63.80±2.73比37.10±1.59、43.27±2.53,53.26±1.84比27.75±3.78、33.16±3.50),差异均有统计学意义(t=12.95、10.41,18.13、9.09,14.63、9.56,10.51、8.80;均P<0.001)。结论新型培养体系下建立的小肠类器官具备损伤再生特征,为研究上皮组织器官再生提供了新的体外模型。