间充质干细胞(mesenchymal stem/stromal cells，MSCs)最早是从骨髓中分离的一群异质性的干细胞，因其具有分化的多能性及强大的免疫调节能力，被认为是最具临床应用潜力的干细胞类群，尤其是针对免疫相关疾病的治疗。我们实验室早期的研究成果表明，MSCs可在IFNγ和TNFα的刺激下，表现出强大的免疫调节能力。此外，我们近期的研究成果揭示，MSCs的免疫调节能力，在不同的炎症反应及组织微环境中，具有可塑性。　　多项研究也表明，MSCs可以特异性地向损伤、肿瘤等多种炎症部位迁移。到达肿瘤部位的MSCs会成为肿瘤微环境中重要的组成细胞，通过其免疫抑制作用，帮助肿瘤细胞逃避免疫监视，从而促进肿瘤发展。正是利用了MSCs这一对炎症部位的趋向性，过表达IFNα或IFNβ的MSCs，被用来特异性的靶向肿瘤部位，持续释放一型干扰素。这一强有力的肿瘤治疗手段，被证明依赖于获得性免疫系统，但其具体的作用机制及效果尚不明确。因此，我们提出了以下科学问题:一型干扰素是如何影响MSCs的免疫抑制作用的？除了IFNα的直接抗肿瘤作用，MSCs本身是否也能通过免疫调节作用，影响肿瘤的发展？　　在本学位论文中，我的研究证明，一型干扰素通过逆转MSCs的免疫抑制作用，发挥抗肿瘤活性。相比大剂量的IFNα单独治疗，在肿瘤部位持续表达IFNα的MSCs，其治疗效果更为显著。有意思的是，IFNα预处理的MSCs也可以发挥有效的肿瘤抑制作用。机制研究表明，与二型干扰素IFNγ不同，一型干扰素非但不能诱导MSCs表达一氧化氮，而且会抑制IFNγ与TNFα诱导的iNOS表达及一氧化氮的产生，从而逆转MSCs的免疫抑制作用。进一步的实验证明，一型干扰素对iNOS表达的抑制作用，不是通过TNFα下游的NF-κB信号通路介导的，而是通过抑制IFNγ信号通路的关键分子Stat1的DNA结合活性，而得以实现的。我们还直接证明了，IFNα处理可显著降低Stat1在iNOS启动子区的结合能力，从而解释了一型干扰素通过抑制肿瘤基质细胞的一氧化氮产生，发挥抗肿瘤作用的机制。这些结果揭示了，通过抑制一氧化氮的产生，MSCs可以与一型干扰素协同抑制肿瘤的生长。这项研究为进一步理解MSCs免疫抑制作用的调控机制，及其在肿瘤免疫中的作用提出了科学解释，也为更好地制定基于一型干扰素或MSCs的临床治疗策略提供了理论指导。　　从上述MSCs通过调节一氧化氮表达，影响肿瘤生长的研究中，我们了解到，基于一氧化氮与其他免疫细胞发生的相互作用具有非特异性，在高浓度条件下，MSCs本身的活性也会被一氧化氮所抑制。因此，我们又提出以下科学问题:MSCs是否能直接地或特异地与T细胞相互作用？MSCs与T细胞的作用对肿瘤发展有何影响？最近有报道指出，MSCs能交叉递呈外源性的抗原肽给CD8+T细胞，有效激活免疫反应，但其生物学功能尚未被研究。同时，非经典的MHCⅠb分子限制的CD8+T细胞，因其兼有获得性免疫细胞和先天性免疫细胞的性质，在多种免疫反应中，具有重要的作用。然而，这些特殊的T细胞在肿瘤免疫中的作用还尚未研究。因此，研究MSCs与MHCⅠb分子限制的CD8+T细胞的相互作用，以及他们在肿瘤发展过程中的作用将具有十分重要的意义。　　利用经典MHCⅠ类分子——KbDb缺失的小鼠上建立的黑色素瘤模型，我们发现，MSCs可通过MHCⅠb分子有效激活CD8+T细胞，抑制肿瘤生长。但在野生型的小鼠黑色素瘤模型中，未能观察到MSCs的肿瘤抑制作用。此外，在不表达所有MHCⅠ类分子的β2m缺失小鼠及不表达MHCⅡ类分子的CIITA缺失小鼠中，也没有观察到肿瘤抑制作用。这些实验表明，非经典的MHCⅠb分子在MSCs发挥肿瘤作用的过程中，起了至关重要的作用。有意思的是，MSCs的植入，显著增加了CD8+T细胞在小鼠腹腔、血液、脾脏、特别是肿瘤组织中的数量。这些CD8+T细胞表达激活或记忆性T细胞的表面标志，暗示它们正在积极地行使功能。另外，CD8的中和性抗体可以有效地逆转MSCs在KbDb缺失小鼠中的肿瘤抑制作用。这证明，MHCⅠb限制的CD8+T细胞的确在抑制肿瘤生长的过程中，发挥了关键性作用。更为重要的是，在移植了MHCⅠb限制的CD8+T细胞的β2m缺失小鼠中，MSCs可以有效地激活这些CD8+T细胞，并使其增殖。这表明，MSCs表达的MHCⅠb分子，可以直接与CD8+T细胞表面的TCR结合。这种相互作用，有效地增加了CD8+T细胞的数量，并显著地抑制了黑色素瘤的生长。这些结果证明，MSCs可以通过其表面的MHCⅠb分子，与CD8+T细胞的TCR直接作用，促进其增殖，并有效介导肿瘤抑制反应。　　综上所述，我的研究揭示了MSCs与免疫系统相互作用的新机制，及其在肿瘤免疫治疗中的潜在应用。MSCs的免疫调节作用是具有可塑性的，炎症因子IFNγ和TNFα可以刺激MSCs表达高浓度的iNOS，从而抑制免疫反应，促进肿瘤生长;但是一型干扰素可通过调节iNOS的表达，逆转MSCs的免疫学特性，使其促进免疫反应，从而抑制肿瘤生长。另一方面，MSCs还能通过表达MHCⅠb分子，直接激活MHCⅠb分子限制的CD8+T细胞，促进其增殖。这些MHCⅠb分子限制的CD8+T细胞，具有很强的肿瘤杀伤能力，可以被招募到肿瘤部位，行使肿瘤抑制功能。因此，我们的研究在不同层面，揭示了MSCs与免疫系统的相互作用，以及对肿瘤发展的影响。我们相信，这些研究对进一步深入了解MSCs的免疫学特性，及其在肿瘤免疫中的作用，具有重要的指导意义。这也为在临床实践中，更好地制定基于MSCs或CD8+T细胞的肿瘤免疫治疗方案，提供了科学的理论依据。