研究背景间充质干细胞（MSCs）是一组存在于多种机体组织中的多能成体干细胞,能够分化为几种不同的细胞类型。除了能够促进组织再生和修复外,MSCs还具有免疫调节能力,可以调节免疫和炎症反应。外源性给予的MSCs可以迁移到受损组织部位,参与组织修复。根据其类型和强度,炎症刺激能够在某些情况下赋予MSCs抑制免疫反应或增强免疫反应的能力。MSCs可以通过调节免疫细胞的增殖、分化和功能状态进而调节炎症细胞因子的分泌,在炎症相关疾病的再生医学和免疫治疗领域显示出巨大的潜力。脓毒症是由感染因素引发的全身过度炎症反应综合征,常导致多器官功能障碍,是ICU患者死亡的主要原因,死亡率高达50?70%。除激素抗炎、抗生素杀菌和对症支持治疗外,目前仍无有效的治疗办法。而“菌、毒、炎和组织修复”并治的综合策略被认为是脓毒症治疗的最优方案。鉴于MSCs除具有组织再生修复功能外,还有强大的抗炎和抗菌能力,且动物实验已证实MSCs可显著降低脓毒症小鼠死亡率,因此其被认为是脓毒症救治的新希望。然而,目前关于MSCs救治脓毒症的临床转化研究仍未见报道。类风湿关节炎（RA）是一种以慢性侵蚀性关节滑膜炎为特征的全身性自身免疫病,临床常用激素、改善病情抗风湿药或生物制剂等进行抗炎对症治疗,但仍有超过50%的RA患者未能达到临床缓解。此外上述治疗措施虽能短期内改善关节炎的临床症状,但仍无法达到长期临床缓解乃至治愈的目标,患者远期预后较差,且病情常反复发作。因此探索一种可治愈RA的有效策略仍是该领域需要攻克的难点。鉴于MSCs除具有组织再生修复功能外,还有强大的抗炎和免疫调节能力,因此理论上MSCs对RA的治疗可从根本上调节失衡的免疫系统进而治愈该疾病。研究目的1.探讨TNF-α联合IFN-γ调节MSCs免疫可塑性（PD-L1表达）的分子机制。2.率先开展一项针对严重脓毒症患者的单剂量静脉内注射,剂量递增的MSCs单中心和开放标签的I期临床试验,系统性测试单剂量同种异基因脐带来源的MSCs在严重脓毒症患者中的安全性和可行性。3.探讨影响间充质干细胞移植（MSCT）治疗RA发挥临床疗效的机制或者因素,为临床MSCT治疗RA患者纳入和疗效预测提供可靠的血清生物标志物。4.通过一项临床前和临床研究,评估人脐带间充质干细胞联合重组人IFN-γ对RA患者免疫失衡和炎症反应的调节能力,以及机能损伤保护和修复效应,及其治疗RA的有效性及安全性评价数据,从而探寻有效治疗RA的新疗法。研究方法1.采用qPCR、WB和流式细胞术检测MSCs经过TNF-α、IFN-γ以及TNF-α联合IFN-γ等不同处理对PD-L1及相关分子通路的表达变化的影响,并结合特异性抑制剂探讨TNF-α协同IFN-γ通过翻译水平上调间充质干细胞PD-L1表达的分子机制。2.我们招募严重脓毒症患者15名,平均分配至MSCs低剂量组（1×10⁶细胞/kg）、中等剂量组（2×10⁶细胞/kg）和高剂量组（3×10⁶细胞/kg）。主要结局包括输注相关事件和严重不良事件的发生率。次要结局包括系统终点、死亡率和炎症生物标志物。本研究将历史病例匹配比较组设为试验的对照组。3.将105例处于疾病活动状态的RA患者随机分为间充质干细胞移植（MSCT）组和对照组。采用28个关节疾病活动评分（DAS28）和健康评估问卷（HAQ）、血清学指标、调节性T细胞（Treg）与T辅助细胞17（Th17）的细胞比例和炎性细胞因子水平评估结果。MSCT治疗12周后,根据欧洲风湿病联盟（EULAR）反应标准评估MSCT后的疗效,并将具有良好或中等反应的患者纳入有效组,无反应的患者纳入无效组。4.分别将mBMMSCs和IFN-γR^-/-mBMMSCs通过尾静脉注射的方式移植至CIA小鼠模型,通过临床关节炎评分系统、组织病理学和影像学的方法评估小鼠关节炎的严重程度。将60例处于疾病活动状态的RA患者随机分为间充质干细胞（MSCs）组和间充质干细胞联合IFN-γ治疗组（MSCs+IFN-γ）组。采用28个关节疾病活动评分（DAS28）和健康评估问卷（HAQ）、血清学指标、调节性T细胞（Treg）与辅助性T细胞17（Th17）的细胞比例和炎性细胞因子水平评估结果。MSCT治疗12周后,根据欧洲风湿病联盟（EULAR）反应标准评估各组治疗后的疗效,并将具有良好或中等反应的患者定义为有效,无反应的患者定义为无效,比较两组间有效率的差异,并进一步进行疾病活动度分群评估。研究结果1.我们的研究发现,TNF-α通过活化翻译相关mTORC1-S6K和Ras-MAPK信号通路进而活化eIF4E,增加活性真核翻译起始复合物eIF4F的形成,同时显著提高多聚核糖体polysome中IFN-γ诱导的MSCs PD-L1的mRNA水平,通过转录后调节的方式在翻译水平显著上调IFN-γ诱导的间充质干细胞PD-L1的表达,增强了间充质干细胞的免疫调节能力。2.本研究招募了15名严重脓毒症患者（10名男性和5名女性）,平均年龄为58岁。与历史病例对照组相比,本试验15例患者经MSCT治疗后,未发生任何输注相关的严重事件或治疗相关的不良事件,没有确切的有效性结果,所检测的炎症细胞因子也没有显著性差异。3.两个MSCT治疗的RA亚组均未报告发生严重不良事件（有效组28例,无效组24例）。在未连续给药的情况下治疗效果可持续48周。值得注意的是,在有效组中观察到血清IFN-γ水平的瞬时增加（>2 pg/ml）,但在无效组中没有观察到此现象。此外,在短暂的IFN-γ增加后2-3周内,患者血清IL-10水平和Treg/Th17比例增加,IL-6水平降低。4.动物实验的结果发现WT-MSCs可以显著改善CIA小鼠的临床严重程度,而IFN-γR^-/-MSCs移植后的CIA小鼠的关节滑膜炎、关节破坏和软骨破坏均有明显加重。临床试验结果发现与单独MSCs治疗相比,MSCs+IFN-γ联合治疗可显著改善RA患者的临床症状和疾病活动度,显著提高有效率以及明显改善疾病活动度分群。研究结论1.TNF-α通过转录后调节的方式在翻译水平协同IFN-γ显著上调间充质干细胞PD-L1的表达,进一步增强了间充质干细胞免疫调节能力的新机制。2.15例严重脓毒症患者单次静脉输注同种异基因间充质干细胞是安全的,耐受性良好,最大剂量为3×10⁶细胞/kg。3.异基因MSCT治疗RA患者安全有效。此外,我们认为高水平的血清IFN-γ可以作为患者纳入和预测MSCT疗效的生物标志物。4.本研究结合临床前研究和临床研究结果首次证明IFN-γ是决定MSCs移植治疗RA疗效的关键因素,并首次提出MSCs+IFN-γ联合治疗RA的临床治疗新策略,并证实此策略可极大地提高MSCs移植治疗RA的临床疗效,有效性达93.3%。