颌骨间充质基质细胞通过强化造血微环境调控B细胞分化并缓解急性感染

【字体: 时间:2025年08月12日 来源:Frontiers in Bioengineering and Biotechnology 4.8

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  本研究系统揭示了小鼠颌骨间充质干细胞(MSCs)与造血干细胞(HSCs)的空间互作关系,通过单细胞测序、体外共培养和LPS感染模型证实:颌骨MSCs通过分泌CXCL12激活PAX5转录因子,显著促进HSCs向B细胞分化,在急性感染中降低促炎因子IL-6/IFN-γ水平并提高生存率,为骨-免疫轴调控提供了新机制。

  

单细胞测序解析颌骨MSCs与HSCs的互作图谱

通过优化胶原酶消化方案获得高活性小鼠颌骨单细胞悬液,10x Genomics平台测序显示MSCs与HSCs存在显著配体-受体交互(CXCL12-CXCR4权重最高)。免疫荧光证实Col1+ MSCs与Sca1+ HSCs在颌骨空间共定位,GO分析提示MSCs富集细胞外基质组织和免疫调节通路。

颌骨MSCs的多向分化潜能验证

流式检测显示P3-P5代细胞高表达CD29/CD90(>95%)、低表达CD45(<3%)。成骨诱导14天后ALP活性提升4.2倍(p<0.001),Alizarin Red染色显示钙结节形成;成脂诱导21天可见脂滴积聚。RT-qPCR证实Runx2、Osx基因随时间梯度上调,免疫荧光显示OPN蛋白表达量较对照组增加3.8倍。

仿生共培养系统揭示剂量依赖性调控

Transwell体系(0.4μm孔径)中,MSCs与Lin?Sca1+c-kit+(LSK)细胞以1:1至10:1比例共培养。流式数据显示:10:1组B220+ B细胞比例达38.7%±2.1%(对照组12.4%±1.3%,p<0.0001),CD11b+髓系细胞和CD3+ T细胞分别增加1.8倍和1.3倍。

PAX5介导的B细胞发育机制

RT-qPCR检测共培养组B细胞关键基因:Ebf1上调2.1倍,Rag1提升1.7倍,Pax5表达量达对照组的3.4倍(p<0.001)。免疫荧光定量显示,10:1共培养组PAX5平均荧光强度(MFI)从152±18增至487±34(p<0.0001),与B220+细胞数量呈正相关(R2=0.89)。

LPS感染模型的治疗效应

5 mg/kg LPS腹腔注射后,MSCs治疗组7天存活率提升至85%(PBS组40%)。ELISA检测血清炎症因子:IL-6从1,243 pg/mL降至487 pg/mL(p<0.01),IFN-γ从689 pg/mL降至215 pg/mL(p<0.05)。

CXCL12/CXCR4轴的核心作用

单细胞数据重分析显示MSCs特异性高表达Cxcl12(UMAP聚类Z-score=3.8)。成骨诱导14天后Cxcl12 mRNA水平升高5.3倍(p<0.001),与PAX5激活程度显著相关(p<0.01)。

这些发现不仅阐明颌骨MSCs通过CXCL12-PAX5通路调控造血-免疫耦合的新机制,更为感染性疾病细胞治疗提供了靶向干预策略。

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