MicroRNAs對腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞的趨化及表型的影響*

彭 妍 李國利 綜述 張艷青 審校

單核-巨噬細(xì)胞是機(jī)體固有免疫反應(yīng)的重要組成部分，骨髓CD34+祖細(xì)胞不斷增殖，釋放入血液稱為單核細(xì)胞，單核細(xì)胞滲入組織中并分化為一系列特殊的巨噬細(xì)胞，這些巨噬細(xì)胞在不同的組織中有不同的表型，如腦組織中的小膠質(zhì)細(xì)胞，肝組織中的庫弗氏細(xì)胞，皮膚中的朗格漢斯細(xì)胞。在腫瘤間質(zhì)中浸潤有大量巨噬細(xì)胞，被稱為腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（tumor-associated macrophage，TAM）。大量實(shí)驗證實(shí)TAM多具有免疫抑制功能，與腫瘤的生長和進(jìn)展等有關(guān)。miRNAs可通過調(diào)控趨化因子及炎癥因子影響巨噬細(xì)胞的趨化和分化，為腫瘤的治療提供了新的依據(jù)。

1 miRNAs對TAM趨化的影響

關(guān)于TAM的來源，目前的研究認(rèn)為主要是由多種腫瘤來源的趨化因子將巨噬細(xì)胞募集到腫瘤間質(zhì)中產(chǎn)生的。這些趨化因子包括CCL2（MCP-1）、CCL5（RANTES）、CXCL、血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）、血小板衍生生長因子（PDGF）、轉(zhuǎn)化生長因子β（TGF-β）和巨噬細(xì)胞集落刺激因子（M-CSF）等［1］。據(jù)此推測TAM是由血液中的單核細(xì)胞遷移到腫瘤組織后分化而形成，而不是腫瘤組織本身具有的單核細(xì)胞分化而來的。

在眾多的趨化因子中，CCL2（MCP-1）和CCL5（RANTES）是誘導(dǎo)TAM浸潤的關(guān)鍵因子。很多研究表明miRNA可以通過多種途徑調(diào)控CCL2的表達(dá)。在類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者的滑膜細(xì)胞過表達(dá)miRNA-124α，MCP-1的表達(dá)量明顯下降［2］，說明過表達(dá)miRNA-124α能抑制MCP-1的產(chǎn)生。在人前體脂肪細(xì)胞中過表達(dá)miRNA-132，可誘導(dǎo)IL-8和MCP-1的表達(dá)［3］。MCP-1是誘導(dǎo)TAM浸潤的關(guān)鍵因子，所以推測miRNA-124α、miRNA-132有可能通過調(diào)控CCL2的變化來影響TAM的趨化。

在T細(xì)胞淋巴瘤，CCL5（RANTES）能誘導(dǎo)單核細(xì)胞募集到腫瘤微環(huán)境中，進(jìn)而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生存。Zhao等［4］構(gòu)建miRNA-125α表達(dá)質(zhì)粒，轉(zhuǎn)染到T細(xì)胞中，發(fā)現(xiàn)過表達(dá)miRNA-125α能抑制RANTES（CCL5）的表達(dá)。據(jù)此推測miRNA-125α能通過調(diào)控CCL5的表達(dá)來調(diào)控巨噬細(xì)胞的趨化。通過研究［5］，還發(fā)現(xiàn) miRNA-127、miRNA-197、miRNA-222、miRNA-223能降低乳腺癌細(xì)胞中CXCL12的表達(dá)水平并減少癌細(xì)胞增殖。同時又因為趨化因子CXCL12能誘導(dǎo)單核細(xì)胞趨化為表達(dá)CD163的巨噬細(xì)胞，可以推測miRNA-127、miRNA-197、miRNA-222、miRNA-223能通過調(diào)節(jié)CXCL12的表達(dá)來調(diào)控巨噬細(xì)胞的趨化。

VEGF主要是通過兩個酪氨酸激酶受體VEGFR-1和VEGFR-2發(fā)揮生物學(xué)作用，且VEGF/VEGFR-1信號通路是腫瘤血管生成的關(guān)鍵。在人類結(jié)直腸癌，VEGF已被證明與TAM的趨化有關(guān)。在腎透明細(xì)胞癌［6］，降低VEGFR-1的表達(dá)水平可以有效地抑制巨噬細(xì)胞的浸潤，而VEGFR-1的降低可以抑制MCP-1的表達(dá)，說明VEGF/VEGFR-1信號通路能通過調(diào)節(jié)MCP-1的表達(dá)來調(diào)控巨噬細(xì)胞的浸潤。Linde等［7］研究發(fā)現(xiàn)VEGF-A對皮膚癌組織中巨噬細(xì)胞的浸潤有誘導(dǎo)作用。很多研究也表明miRNA能調(diào)控VEGF的表達(dá)。miRNA-145［8］通過作用于VEGF的3'-UTR下調(diào)VEGF的表達(dá)，從而抑制骨肉瘤的轉(zhuǎn)移和浸潤。miRNA-205［9］也可以通過抑制VEGF-A 的表達(dá)來抑制神經(jīng)膠質(zhì)瘤的生長和轉(zhuǎn)移。據(jù)此推測miRNAs能通過調(diào)節(jié)VEGF的表達(dá)調(diào)控巨噬細(xì)胞的趨化。

CSF的表達(dá)能誘導(dǎo)TAM的浸潤。在小鼠的急性炎癥模型中，miRNA-155能介導(dǎo)CSF的表達(dá)［10］。最新的研究［11］還表明miRNA-21能調(diào)節(jié)乳腺癌組織中CSF的表達(dá)。上述CSF能有效地調(diào)控單核巨噬細(xì)胞的趨化，據(jù)此推測miRNA-155、miRNA-21能通過調(diào)控CSF的表達(dá)來調(diào)控TAM的趨化。

在胃癌細(xì)胞中過表達(dá)miRNA-451能下調(diào)巨噬細(xì)胞遷移抑制因子（MIF）蛋白的表達(dá)［12］，說明miRNA-451能調(diào)控MIF的表達(dá)，且兩者呈負(fù)相關(guān)。而MIF是巨噬細(xì)胞趨化的抑制因子，可以推測miRNA-451能調(diào)控巨噬細(xì)胞的趨化。

2 miRNAs對TAM表型的影響

目前認(rèn)為，遷徙至組織的單核巨噬細(xì)胞受所處環(huán)境的影響發(fā)生不同性質(zhì)的活化，而據(jù)其分子表型與功能特征，活化的巨噬細(xì)胞包括兩種類型。1）經(jīng)典活化的巨噬細(xì)胞M1型，通常由微生物產(chǎn)物（如LPS或TNF、IFN-γ）等誘導(dǎo)，其特點(diǎn)是高表達(dá)IL-12和IL-23，能分泌NO和活性氧及多種炎癥因子和趨化因子，可遞呈抗原參與Th1型免疫應(yīng)答，抵御病原體入侵和監(jiān)視腫瘤病變。2）替代性活化的巨噬細(xì)胞M2型，主要受IL-4、IL-10和TGF-β等的誘導(dǎo)，其特點(diǎn)是高表達(dá)IL-10，低表達(dá)IL-12。M2的抗原遞呈能力差，同時還分泌細(xì)胞因子抑制T細(xì)胞增殖活化。研究發(fā)現(xiàn)TAM多具有M2型巨噬細(xì)胞的表型和功能，提示腫瘤微環(huán)境中存在使巨噬細(xì)胞朝M2型分化的某些因素［1］。Sica等［13］又將M2型巨噬細(xì)胞分為1）M2a型：其刺激信號為IL-4和IL-13，誘導(dǎo)Th2型免疫反應(yīng)，在過敏反應(yīng)和寄生蟲感染免疫中起主要作用；2）M2b型：其刺激信號為免疫復(fù)合物和Toll樣受體或IL-1配體，介導(dǎo)Th2型T細(xì)胞活化和免疫調(diào)控；3）M2c型：其刺激信號為IL-10，介導(dǎo)免疫調(diào)控，參與基質(zhì)沉積和組織修復(fù)。

越來越多的研究表明miRNA在腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞的活化分型上發(fā)揮重要調(diào)節(jié)作用。在人類結(jié)直腸癌［6］TNF-α被證明與TAM的趨化分型有關(guān)。Shim等［14］發(fā)現(xiàn)凝聚素誘導(dǎo)分泌的TNF-α對巨噬細(xì)胞的誘導(dǎo)有重要作用。Tili等［15］用LPS刺激小鼠的RAW264.7巨噬細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)LPS能上調(diào)miRNA-155的表達(dá)并抑制miRNA-125的表達(dá)，miRNA-155能促進(jìn)TNF-α的表達(dá)，而miRNA-125對TNF-α的表達(dá)有抑制作用。還有研究［16］表明miRNA-146a能調(diào)節(jié)TNF-α的表達(dá)水平。所以我們推測miRNA-155、miRNA-125、miRNA-146a能通過調(diào)節(jié)TNF-α的表達(dá)水平來誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M1型分化。

IFN-γ能誘導(dǎo)單核細(xì)胞向M1型TAM轉(zhuǎn)化，并能轉(zhuǎn)變已有的M2型TAM向M1型分化。培養(yǎng)IFN-γ-/-和IL-4Rα-/-老鼠并誘導(dǎo)其肺癌模型［17］，發(fā)現(xiàn)IFN-γ-/-誘導(dǎo)的肺癌組織中TAM表現(xiàn)為M2型的功能，而IL-4Rα-/-誘導(dǎo)的肺癌組織中TAM為M1型。說明IFN-γ能誘導(dǎo)單核細(xì)胞向M1型TAM分化。miRNA-21在IFN-γ的信號通路和T細(xì)胞極化中發(fā)揮關(guān)鍵作用，miRNA-21的缺乏使T淋巴細(xì)胞表達(dá)更多的IFN-γ［18］，說明miRNA-21能調(diào)節(jié)IFN-γ的表達(dá)。在人類NK細(xì)胞，IL-12和IL-18的共同刺激可以誘導(dǎo)miRNA-155的表達(dá)，miRNA-155的過表達(dá)能增強(qiáng)誘導(dǎo)IFN-γ的表達(dá)，而降低miRNA-155的表達(dá)能抑制IFN-γ的表達(dá)［19］。據(jù)此推測miRNA-21、miRNA-155兩者能調(diào)節(jié)IFN-γ的表達(dá)，進(jìn)而調(diào)控巨噬細(xì)胞的分型。

IL-10是影響TAM形成的因子之一，能緩解IFN-γ的激活作用，抑制各種促炎細(xì)胞因子的表達(dá)。IL-10協(xié)同CCL-17抑制巨噬細(xì)胞向M1型TAM分化，促進(jìn)其向M2型TAM分化。Linde等［7］發(fā)現(xiàn)VEGF-A對巨噬細(xì)胞的產(chǎn)生有誘導(dǎo)作用，但不能引起巨噬細(xì)胞的分型，而IL-4和IL-10卻能誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M2型分化。研究表明［20］miRNA-98以IL-10的3'-UTR為目標(biāo)來調(diào)控IL-10的表達(dá)，高表達(dá)的miRNA-98能抑制IL-10的表達(dá)。還有研究［21］表明，在巨噬細(xì)胞，大量miRNA-21能抑制程序性細(xì)胞死亡4（PDCD4）的表達(dá)，PDCD4能抑制抗炎細(xì)胞因子IL-10的釋放。所以預(yù)測miRNA-98和miRNA-21能通過調(diào)控IL-10的表達(dá)來誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M2型分化。

TGF-β是介導(dǎo)腫瘤逃逸的關(guān)鍵分子，一方面能直接誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M2型分化，另一方面TGF-β能促進(jìn)巨噬細(xì)胞產(chǎn)生IL-10，并抑制細(xì)胞產(chǎn)生IL-12［22］，從而進(jìn)一步誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M2型分化。Smad2/3磷酸化是TGF-β活化的直接結(jié)果，是TGF-β信號傳導(dǎo)通路的關(guān)鍵點(diǎn)所在，最近的研究結(jié)果顯示，miRNA-155可通過靶向抑制Smad2蛋白表達(dá)，影響細(xì)胞對TGF-β的反應(yīng)［23］。研究［24］發(fā)現(xiàn)miRNA-590-5p能靶向調(diào)節(jié)TGF-βⅡ型受體（TβR-Ⅱ）的表達(dá)，TβR-Ⅱ是典型的TGF-β信號通路的受體之一，能與TGF-β的配體結(jié)合并誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。說明miRNA-590-5p能調(diào)節(jié)TGF-β的信號通路。還有研究表明［25］miRNA-125a-5p能調(diào)節(jié)一些炎性細(xì)胞因子（IL-2、IL-6、TNF-α、TGF-β）的分泌。因此推測miRNA-155、miRNA-590-5p、miRNA-125a-5p三者能通過介導(dǎo)TGF-β的表達(dá)來誘導(dǎo)TAM向M2型分化。

Toll樣受體（TLR）能誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M2型分化［13］，而且TLR能引起IFN和CC趨化因子的表達(dá)，實(shí)驗證實(shí)TLR信號通路上的MyD88是miRNA-155的靶蛋白，因此miRNA-155能調(diào)節(jié)TLR的表達(dá)，從而調(diào)控巨噬細(xì)胞的分型。IL-13是促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M2型分化的重要細(xì)胞因子，而且在協(xié)調(diào)M1型和M2型巨噬細(xì)胞的功能平衡上發(fā)揮重要作用，miRNA-155能通過調(diào)節(jié)IL-13的表達(dá)來調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的分型［26］。

3 問題與展望

有研究［27］利用志賀氏菌能誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞凋亡的特點(diǎn)，使荷瘤小鼠感染減毒志賀氏菌，腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞數(shù)量明顯減少，腫瘤明顯消退。該研究結(jié)果提示TAM可以作為抗腫瘤治療的有效靶點(diǎn)。另一同類研究結(jié)果表明用脂質(zhì)體包埋氯甲雙磷酸鹽部分清除小鼠巨噬細(xì)胞后，可抑制荷瘤小鼠的腫瘤生長［28］。并且該研究還發(fā)現(xiàn)人主要組織相容性復(fù)合物Ⅱ（MHCⅡ）分子低表達(dá)TAM的浸潤與腫瘤進(jìn)展密切相關(guān)。這些研究提供了一種新的開發(fā)免疫抗腫瘤治療藥物的策略，即靶向清除巨噬細(xì)胞或改變TAM表型。

前已述及，miRNA在TAM表型的調(diào)控方面具有重要作用。有研究顯示［29］miRNA-155能使TAM從M2型向M1型轉(zhuǎn)變，發(fā)揮促炎、抗腫瘤作用。以轉(zhuǎn)變TAM表型及功能為治療目的，miRNA無疑具有重要的治療價值。

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