責編丨迦溆
自間充質(zhì)干細胞（Mesenchymal Stem Cells, MSCs）被報道具有免疫抑制功能以來，其在治療自身免疫性疾病中的應(yīng)用前景一直備受矚目【1】。中國科學院上海營養(yǎng)與健康研究所時玉舫課題組長期從事MSCs的免疫抑制作用相關(guān)研究，該團隊的前期研究發(fā)現(xiàn)MSCs的免疫抑制作用與其所處的炎癥微環(huán)境密切相關(guān)，一方面炎癥因子賦予MSCs的免疫抑制功能（Cell Stem Cell. 2008 7;2:141-50）【2】，另一方面炎癥因子的多樣性和其水平的動態(tài)變化又決定MSCs免疫調(diào)節(jié)能力的可塑性（Nature Immunology. 2014; 15: 1009-1016）【3】，這些認識對于指導MSCs的合理應(yīng)用具有重要意義。此外，不同微環(huán)境下MSCs的特性優(yōu)化和免疫調(diào)節(jié)機制認識也是當前國際MSCs治療研究領(lǐng)域的熱點。
2019年2月7號，時玉舫/王瑩課題組在Cell Metabolism在線發(fā)表了題為IGF-2 Preprograms Maturing Macrophages to Acquire Oxidative Phosphorylation-Dependent Anti-inflammatory Properties的研究論文。在該項研究中，研究人員系統(tǒng)分析了低氧條件下間充質(zhì)干細胞的蛋白表達譜，發(fā)現(xiàn)其分泌的胰島素樣生長因子-2（Insulin like growth factor-2, IGF-2）是治療自身免疫性疾病的重要分子，并揭示了IGF2執(zhí)行免疫抑制功能的分子機制及其在對抗自身免疫性疾病中的應(yīng)用潛能。
在最新的這項研究中，研究人員通過系統(tǒng)比對不同培養(yǎng)條件下的MSCs對自身免疫性疾病的治療作用，研究發(fā)現(xiàn)低氧培養(yǎng)條件下人源MSCs借以IGF-2能有效治療多發(fā)性硬化的動物模型——實驗性自身反應(yīng)性腦脊髓炎。該作用主要依賴于IGF2對于PD-L1high巨噬細胞的促進作用，并通過PD-L1提高Foxp3+Treg的分化并執(zhí)行對于自身免疫性疾病的抑制作用（下圖）。
對巨噬細胞的分析，發(fā)現(xiàn)IGF-2不影響成熟巨噬細胞向具有抗炎功能巨噬細胞的轉(zhuǎn)變，而是作用于單核細胞向巨噬細胞分化成熟的過程，使得在IGF2調(diào)控下成熟的巨噬細胞具備持續(xù)的免疫抑制能力。這一作用的形成與IGF-2通過表觀遺傳調(diào)控和代謝重編程使得巨噬細胞處于對氧化磷酸化的代謝偏向性密切相關(guān)（上圖）。阻斷線粒體電子傳遞鏈復合物V的活性能夠抑制IGF-2重編程巨噬細胞上PD-L1的高表達和其促進Treg分化的能力。
總的來說，該研究闡明了低氧條件下MSCs通過IGF2，賦予成熟過程中巨噬細胞的氧化磷酸化的代謝偏向性，誘導抗炎巨噬細胞的形成并促進Treg分化，從而有效抑制自身免疫性疾病。相關(guān)研究結(jié)果為自身免疫性疾病的治療提供了新的策略和有效的分子。
據(jù)悉，中國科學院上海營養(yǎng)與健康研究所博士研究生杜黎明和林良宇為共同第一作者，時玉舫研究員和王瑩研究員為共同通訊作者。
原文鏈接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1550413119300063#bib21
參考文獻：
1、Wei, X., Yang, X., Han, Z. P., Qu, F. F., Shao, L., & Shi, Y. F. (2013). Mesenchymal stem cells: a new trend for cell therapy. Acta Pharmacologica Sinica, 34(6), 747.
2、Ren, G., Zhang, L., Zhao, X., Xu, G., Zhang, Y., Roberts, A. I., ... & Shi, Y. (2008). Mesenchymal stem cell-mediated immunosuppression occurs via concerted action of chemokines and nitric oxide. Cell stem cell, 2(2), 141-150.
3、Wang, Y., Chen, X., Cao, W., & Shi, Y. (2014). Plasticity of mesenchymal stem cells in immunomodulation: pathological and therapeutic implications. Nature immunology, 15(11), 1009.
