背景:间充质干细胞(MSCs)是一种多能干细胞,除了能分化为脂肪细胞、骨细胞和软骨细胞,还具有一定的免疫调节功能。炎症反应期间的各种信号刺激分子是MSCs发挥免疫调节能力的必要条件,并决定了MSCs免疫调节的命运。已有研究揭示MSCs的免疫调节有着很强的可塑性,这样的可塑性依赖于免疫细胞与MSCs之间通过细胞因子、趋化因子和一些小分子物质形成的调节网络。IFN-γ是一种主要由T细胞分泌的重要促炎因子,在一定浓度下可诱导MSCs产生抗炎因子(IDO、PD-L1等)抑制炎症反应。除此之外,我们还发现IFN-γ诱导的MSCs发生了糖代谢变化,由此可推断MSCs的免疫调节和糖代谢有着潜在的相关关系,且未见与此有关的任何报导。Warburg效应由德国生化学家Warburg于1920年发现并提出,即肝癌细胞糖酵解异常,表现为葡萄糖摄取率高,糖酵解活跃,并产生大量乳酸代谢产物,代谢特征为有氧糖酵解。目前已证实,大多数肿瘤细胞在糖代谢方面均表征为此效应。另外,已证实巨噬细胞向M2极化的过程中也发生了代谢变化,糖代谢的关键调控酶PDK1参与调控巨噬细胞的极化,当PDK1被敲低时,促进巨噬细胞向M2型转化。干细胞静息状态时以糖酵解为主要代谢途径,而IFN-γ诱导的免疫调节型MSCs是否发生代谢重编程,以及这种变化对其免疫调节功能的影响仍不甚清楚。因此,本研究旨在探讨糖代谢在MSCs免疫调节能力可塑性中的作用及其分子机制,并为临床上改善MSCs治疗效果提供依据。目的:本课题拟从分子机制和功能上对糖代谢方式转换与MSCs免疫调节能力的关系进行研究。一方面明确具体关系,以及糖代谢方式转换是否影响MSCs分泌抗炎因子;另一方面从功能上验证此关系,研究糖代谢方式转换对MSCs免疫调节能力的影响是否反映在对T细胞增殖的抑制上。方法:使用si PDHA1(丙酮酸脱氢酶α1亚基)处理MSCs,制备有氧氧化缺陷型MSCs。Seahorse、混合淋巴细胞实验检测经过或未经过IFN-γ处理的MSCs的糖代谢状态及其对T细胞的抑制效应,qPCR检测经过或未经过IFN-γ处理的MSCs的IDO和PD-L1在转录水平的表达,Western Blot实验检测经过或未经过IFN-γ处理的野生型或有氧氧化缺陷型MSCs的IDO和PD-L1的蛋白表达、以及添加ATP后经IFN-γ刺激的有氧氧化缺陷型MSCs的IDO和PD-L1的表达。结果:经IFN-γ诱导的MSCs表现出糖酵解减弱,氧化磷酸化增强,IDO和PD-L1表达上调,以及抑制T细胞增殖能力的提高。而si PDHA1处理能够显著削弱上述生物学现象,同时降低了MSCs的ATP水平,在此基础上回补ATP能够部分逆转其效应,从而恢复抗炎功能。结论:1.IFN-γ能诱导MSCs向抗炎表型转化,同时发生代谢重编程,糖酵解减弱,氧化磷酸化增强;2.PDH依赖于ATP参与调节IFN-γ诱导的MSCs免疫调节能力的可塑性。