白细胞介素-27基因修饰脂肪间充质干细胞通过免疫调节和促进组织修复减轻脂多糖诱导的急性呼吸窘迫综合征炎症反应

　　本研究针对急性呼吸窘迫综合征(ARDS)缺乏有效靶向治疗药物的临床困境，创新性地采用白细胞介素-27(IL-27)基因修饰人脂肪源间充质干细胞(hASC)的治疗策略。研究人员通过体外共培养模型和体内LPS诱导ARDS小鼠模型证实，IL-27 ASC条件培养基可显著降低肺上皮细胞和巨噬细胞的促炎细胞因子基因表达；体内实验表明该疗法能减少肺部细胞浸润、降低促炎标志物、促进组织修复基因表达，并重新平衡先天性和适应性免疫。该研究为开发ARDS细胞基因疗法提供了新的思路和实验依据。

　　

急性呼吸窘迫综合征(ARDS)是一种致命的肺部炎症性疾病，其特征是肺泡内液体积聚、细胞浸润和免疫反应失调。尽管医疗技术不断进步，但ARDS患者的死亡率仍然居高不下，目前临床治疗主要依赖机械通气等支持性护理，缺乏特异性靶向治疗药物。这种治疗空白促使科学家们不断探索新的治疗策略。

在这种背景下，白细胞介素-27(IL-27)作为一种多功能细胞因子引起了研究人员的关注。IL-27具有独特的免疫调节能力，既能作为IL-6信号通路的拮抗剂，又能诱导抗病毒基因表达，促进组织修复，并调节先天性和适应性免疫反应。然而，细胞因子半衰期短的特性限制了其临床应用，需要频繁给药才能维持有效治疗浓度。

为了解决这一挑战，Purdue大学的研究团队开发了一种创新的细胞基因治疗方法。他们在《Stem Cell Research & Therapy》杂志上发表了最新研究成果，通过将IL-27表达质粒转染到人脂肪源间充质干细胞(hASC)中，构建了能够持续分泌IL-27的基因工程细胞。这些细胞作为"活体药厂"，能够在病灶部位持续释放治疗性细胞因子。

研究人员采用的主要技术方法包括：通过电穿孔技术将人源或鼠源IL-27表达质粒转染到hASC中；建立LPS诱导的肺上皮细胞(BEAS-2B)和单核细胞(THP-1)共培养模型；使用非侵入性气管内灌注技术在C57BL/6雄性小鼠中建立ARDS模型；通过支气管肺泡灌洗液(BALF)分析、组织病理学检查、qPCR和RNA测序等多维度评估治疗效果；利用Luminex xMAP技术进行血清细胞因子多重分析。

Characterization of LPS-induced monoculture cells to establish an in vitro ARDS model

研究人员首先建立了体外ARDS模型，通过用不同浓度LPS刺激肺上皮细胞和单核细胞，发现BEAS-2B细胞在1000 ng/mL LPS刺激下表现出剂量依赖性的IL-8、IL-1β和IL-6基因表达上调，而THP-1细胞也显示出类似的促炎反应。有趣的是，hASC在LPS刺激下表现出促炎表型，但转染IL-27后能够显著抑制IL-8、IL-1β和IL-6的表达，即使在1000 ng/mL高浓度LPS刺激下仍能维持抗炎效果。

IL-27 conditioned media reduces pro-inflammatory cytokine gene expression in monocultures of lung epithelial and monocyte cell lines

使用IL-27 hASC条件培养基(CM)处理LPS诱导的BEAS-2B和THP-1细胞，发现在1:5稀释度下，IL-27 CM能够显著降低多种促炎细胞因子的基因表达，包括IL-8、IL-1β、TNF-α和NFkB。

IL-27 conditioned media reduces pro-inflammatory cytokine gene expression in a lung epithelial-macrophage co-culture model of LPS-induced ARDS

在更接近体内环境的共培养模型中，IL-27 CM处理显著降低了BEAS-2B和THP-1细胞中IL-1β、IL-6和NFkB的表达，证明了其在复杂微环境中的有效性。

Establishing an in vivo model of ARDS

通过气管内注射LPS(5 mg/kg)成功建立小鼠ARDS模型，72小时后模型组显示BALF中细胞总数和蛋白浓度显著增加，肺组织中IL-1β、IL-6和TNF-α基因表达显著上调，组织学检查显示明显的细胞浸润和肺泡结构改变。

Effects of IL-27-expressing hASC in a non-invasively induced intratracheal LPS model of ARDS in vivo

在治疗实验中，LPS诱导24小时后给予IL-27 ASC治疗，结果显示治疗组BALF中细胞浸润显著减少，蛋白浓度降低，促炎细胞因子基因表达下降，同时IL-10Rα表达上调。组织学分析显示IL-27 ASC组肺部损伤评分有改善趋势。

Cytokine/Chemokine analysis of serum

血清细胞因子分析显示，IL-27 ASC治疗能够降低eotaxin、LIX、IL-5和IL-15等与ARDS预后相关的生物标志物水平，同时调节G-CSF、IFN-γ、IL-6、IP-10等多种免疫细胞趋化因子的表达。

Differential expression of genes in lung tissues

RNA测序分析发现，与单纯ASC治疗相比，IL-27 ASC治疗特异性下调了与髓系白细胞迁移、白细胞脱颗粒、细胞外渗、先天免疫反应等相关的基因表达，同时上调了与免疫球蛋白产生和淋巴细胞介导的免疫相关的通路。

Estimation of immune infiltration in the lung tissues

免疫细胞浸润分析估计显示，IL-27 ASC治疗减少了中性粒细胞和巨噬细胞数量，调节了M1/M2巨噬细胞平衡，并促进了髓样树突状细胞、T调节细胞、B细胞和肥大细胞的活化和增殖。

该研究的结论部分强调，IL-27表达基质细胞基因疗法在ARDS治疗中展现出巨大潜力。体外实验证明IL-27 ASC能够减少肺上皮细胞和巨噬细胞的促炎细胞因子产生；体内实验表明该疗法能够调节免疫细胞趋化因子，重新平衡先天性和适应性免疫，并促进组织修复相关细胞因子的产生。

从机制角度来看，IL-27 ASC通过多种途径发挥治疗作用：首先，它通过抑制NFkB等关键炎症通路减少促炎细胞因子产生；其次，它调节STAT1/3信号通路，影响细胞周期和免疫调节；最后，它通过促进T调节细胞和B细胞的活化，增强适应性免疫反应。

这项研究的重要意义在于提出了一种新的ARDS治疗策略，将间充质干细胞的天然抗炎特性与IL-27的免疫调节功能相结合。相比传统的细胞因子给药方式，这种细胞基因治疗方法能够实现病灶部位的特异性、持续性药物递送，避免全身性副作用，提高治疗效果。

值得注意的是，研究人员也指出了研究的局限性：LPS诱导的ARDS模型主要模拟细菌性肺炎引起的ARDS，不能完全代表其他病因引起的ARDS；使用异种hASC可能存在物种特异性差异；部分结果的统计学显著性有限，需要更大样本量验证。

未来研究需要进一步探索IL-27 ASC在其他ARDS模型（如病毒诱导或无菌损伤模型）中的疗效，优化给药方案和时间窗口，并深入研究其分子机制。此外，比较自体与异体ASC的治疗效果，以及探索其他给药途径（如静脉注射）的可行性，都将有助于推动这一治疗策略向临床转化。

总之，这项研究为开发ARDS靶向治疗提供了新的思路，展示了细胞基因联合治疗的巨大潜力，为后续临床前研究和最终临床应用奠定了坚实基础。