長(zhǎng)鏈非編碼RNA在心臟移植免疫耐受中的研究進(jìn)展

周香君，張爍

作者單位：1 150000 黑龍江哈爾濱,哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院心內(nèi)科

心臟移植是終末期心血管疾病最有效的治療措施，而同種異體移植排斥是影響移植物存活的主要限制因素。盡管免疫抑制劑治療已取得了進(jìn)展，但仍有一些副作用如心血管疾病、癌癥、腎衰竭和感染等會(huì)導(dǎo)致移植物丟失和死亡。因此，誘導(dǎo)器官特異性免疫耐受是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。近年來(lái)，長(zhǎng)鏈非編碼RNA（lncRNA）在心血管疾病中的研究越來(lái)越廣泛，lncRNA參與調(diào)節(jié)T細(xì)胞的發(fā)育和活化，而調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg）可以抑制移植物排斥，參與器官移植免疫耐受。研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA可以作為心臟移植免疫耐受的調(diào)節(jié)因子。本文就lncRNA在免疫系統(tǒng)中的作用及在心臟移植免疫耐受中的研究進(jìn)展做一簡(jiǎn)要綜述。

1 lncRNA的概述

lncRNA被定義為一類(lèi)長(zhǎng)度超過(guò)200個(gè)核苷酸的非編碼內(nèi)源性單鏈RNA，其由RNA聚合酶II轉(zhuǎn)錄。lncRNA可以通過(guò)核苷酸堿基配對(duì)與DNA或RNA相互作用，或折疊成復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)通過(guò)高級(jí)的RNA結(jié)構(gòu)與蛋白質(zhì)相互作用。lncRNA可以通過(guò)修飾轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后、表觀遺傳和翻譯水平的基因表達(dá)，在一些生理和病理過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用[1,2]。有證據(jù)表明，lncRNA已成為癌癥、心血管疾病和糖尿病等疾病中基因表達(dá)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子[3]。

lncRNA在免疫系統(tǒng)的調(diào)控中起重要作用，包括先天性免疫和適應(yīng)性免疫。一些lncRNAs參與調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞、NK細(xì)胞的發(fā)育和分化。最近研究表明，lncRNA在T細(xì)胞和B細(xì)胞的許多亞群中差異表達(dá)，lincRNA-Cox2可以介導(dǎo)不同類(lèi)別的免疫基因的激活和抑制[4,5]。lncRNA在T細(xì)胞的發(fā)育和活化中起著重要的調(diào)節(jié)作用。幼稚CD4+T淋巴細(xì)胞在不同的細(xì)胞因子激活和誘導(dǎo)下分化為效應(yīng)輔助性T細(xì)胞，如Th1，Th2，Th17和Treg，從而協(xié)調(diào)免疫應(yīng)答[6,7]。同樣地，幼稚CD8+T細(xì)胞分化為細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞（CTL），其被聚集到外周部位以在抗病毒防御期間提供保護(hù)[8]。許多研究報(bào)道，lncRNA可通過(guò)結(jié)合和調(diào)節(jié)T細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子如T-bet，GATA-3，STAT4和STAT6來(lái)影響Th1/Th2細(xì)胞分化。Kanduri等人鑒定了參與早期Th1和Th2分化的譜系特異性lncRNAs，并通過(guò)基因本體論分析預(yù)測(cè)其預(yù)期功能，研究表明這些lncRNAs在自身免疫性疾病的病因?qū)W中起作用[9]。事實(shí)上，在T細(xì)胞分化過(guò)程中，lncRNAs可與譜系特異性轉(zhuǎn)錄因子和細(xì)胞因子協(xié)調(diào)，作為控制CD8+和CD4+T細(xì)胞的靈活性和可塑性的調(diào)節(jié)因子[10]。

2 Treg與移植免疫耐受

Treg是CD4+T細(xì)胞的特化亞群，對(duì)T細(xì)胞受體（TCR）的刺激具有無(wú)反應(yīng)性或低反應(yīng)性，通過(guò)細(xì)胞間連接抑制輔助性CD4+T細(xì)胞和細(xì)胞毒性CD8+T細(xì)胞的增殖和活化。FoxP3是Treg的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，具有FoxP3表達(dá)標(biāo)志物的Treg強(qiáng)烈抑制效應(yīng)T細(xì)胞和記憶T細(xì)胞的增殖，從而控制外來(lái)抗原的過(guò)度免疫應(yīng)答并維持自身耐受[11-13]。Treg的生成也是產(chǎn)生耐受性樹(shù)突狀細(xì)胞（tDC）的關(guān)鍵特征之一。最新研究發(fā)現(xiàn)，Treg可能通過(guò)控制供體反應(yīng)性T細(xì)胞的活化和擴(kuò)增來(lái)預(yù)防或延遲異種移植物的排斥，從而掩蓋抗供體的免疫應(yīng)答，進(jìn)而延長(zhǎng)異種心臟移植物的長(zhǎng)期存活[14]。近年來(lái)，CD4+CD25+FoxP3+Tregs已成為維持自身和同種異體移植物耐受性中最有效和最重要的群體。帶有治療性Treg細(xì)胞的混合嵌合體療法已經(jīng)在臨床前期動(dòng)物模型的安全性和功效方面顯示出巨大的效力。Treg治療不僅減少了受體條件，滿(mǎn)足了臨床廣泛應(yīng)用的先決條件，還產(chǎn)生了抑制同種異體移植物慢性排斥的真性耐受[15]。

3 lncRNA與心臟移植免疫耐受

心臟移植是終末期心力衰竭的首選治療方法。然而心臟移植排斥反應(yīng)在移植后的第一年仍然是嚴(yán)重的并發(fā)癥，40%的移植患者在此期間至少發(fā)生一次排斥反應(yīng)[16]。此外，心臟移植排斥反應(yīng)是移植后一年內(nèi)死亡率達(dá)12%的原因，也是心臟移植物血管病變的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[17]。此外，有證據(jù)表明，心臟移植物血管病和惡性腫瘤仍是移植5年后患者死亡的主要原因[18]。這也強(qiáng)調(diào)了長(zhǎng)期免疫抑制的局限性，而且現(xiàn)階段免疫抑制藥物治療仍有一些致命性并發(fā)癥。因此，誘導(dǎo)移植免疫耐受是延長(zhǎng)移植物存活的關(guān)鍵。

研究發(fā)現(xiàn)，在小鼠心臟移植模型中，l n c R N AA930015D03Rik和mouse lincRNA1055在同種異體心臟移植物和移植物浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞中高表達(dá)。lncRNA-A930015D03Rik和mouse lincRNA1055隨著急性排斥反應(yīng)的發(fā)展而增加，并與Th1反應(yīng)途徑中最重要的分子IL-12Rβ1（白介素-12受體）呈正相關(guān)。在體外分化的Th1細(xì)胞中敲低lncRNAA930015D03Rik和mouse lincRNA1055后，Th1細(xì)胞中IL-12Rβ1的表達(dá)顯著抑制，證明它們可作為急性排斥反應(yīng)的新型生物標(biāo)志物[19]。近來(lái)已有研究證明，耐受性樹(shù)突狀細(xì)胞（tDC）能預(yù)防器官移植中的同種異體免疫排斥[20]。Wu等[21]研究發(fā)現(xiàn)，功能性lncRNA MALAT1（肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄子1 ）參與心臟移植和實(shí)驗(yàn)性自身免疫性心肌炎（EAM）中tDC的誘導(dǎo)和免疫耐受。功能上，MALAT1過(guò)表達(dá)有利于DC轉(zhuǎn)變?yōu)槟褪鼙硇?；機(jī)制上，過(guò)表達(dá)的MALAT1通過(guò)細(xì)胞質(zhì)中miR155起作用來(lái)促進(jìn)樹(shù)突狀細(xì)胞表面特異性細(xì)胞間粘附因子3結(jié)合非整合素分子（DC-SIGN）和IL10的產(chǎn)生，這對(duì)于tDC的誘導(dǎo)和維持以及DC-SIGN陽(yáng)性亞群的更有效的致耐受功能是必需的。lncRNA MALAT1是一種新型的免疫耐受調(diào)節(jié)因子，對(duì)于一些涉及到DC的疾病具有重要的治療意義，如移植、自身免疫性疾病、癌癥及致病性感染。Zhang等[22]研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA NEAT1（核旁斑組裝轉(zhuǎn)錄本1）可以作為免疫相關(guān)疾病的治療靶點(diǎn)，敲低lncRNA NEAT1可以誘導(dǎo)體內(nèi)免疫耐受。在EAM和心臟移植的小鼠模型中，輸注敲低 NEAT1的DC可以減少炎癥細(xì)胞的浸潤(rùn)、抑制T細(xì)胞的增殖、增加Treg的數(shù)量；應(yīng)用敲低NEAT1的DC治療可以延長(zhǎng)心臟移植后小鼠的同種異體移植物的存活。Zhang等[23]在培養(yǎng)小鼠骨髓來(lái)源的DC時(shí)，發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)分化因子15（GDF15）在DC中表達(dá)。敲除GDF15可以促進(jìn)DC成熟，增強(qiáng)免疫應(yīng)答功能，上調(diào)環(huán)狀RNA malat-1（circ_Malat1）表達(dá)及激活NF-κB途徑。GDF15過(guò)表達(dá)可以增強(qiáng)免疫抑制/抑制分子，促進(jìn)DC誘導(dǎo)T細(xì)胞衰竭，增強(qiáng)免疫抑制基因IDO依賴(lài)性的Treg產(chǎn)生。在心臟移植后的小鼠中輸注GDF15處理的DC可以促進(jìn)免疫耐受的誘導(dǎo)。GDF15可以通過(guò)抑制circ_Malat1和NF-κB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑以及IDO的上調(diào)導(dǎo)致tDC，GDF15-DC可以預(yù)防心臟移植后同種免疫排斥并延長(zhǎng)移植物的存活，可能作為一種新的潛在的治療方法。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，lncRNAs參與胚胎發(fā)生發(fā)育、器官功能穩(wěn)態(tài)維持以及疾病發(fā)生發(fā)展等多種生理和病理過(guò)程，一些lncRNAs在心血管疾病如心肌肥厚、心力衰竭、心肌梗死、心臟缺血再灌注損傷和心律失常（房顫）等的發(fā)生發(fā)展中差異表達(dá)。一些特異性 lncRNAs已應(yīng)用為癌癥等疾病更敏感、更便捷、更安全的生物學(xué)標(biāo)志物和新型診療手段。LncRNAs也是免疫細(xì)胞分化、先天免疫系統(tǒng)和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)激活的重要調(diào)節(jié)因子，在調(diào)節(jié)免疫功能和自身免疫中起關(guān)鍵作用。隨著lncRNAs在同種異體心臟移植中研究的深入，發(fā)現(xiàn)幾種lncRNAs在心臟移植后排斥和免疫耐受中差異表達(dá)，參與調(diào)節(jié)DC從而誘導(dǎo)免疫耐受，可以考慮作為心臟移植免疫耐受的調(diào)節(jié)因子及潛在的治療靶點(diǎn)。綜上所述，lncRNAs在心臟移植免疫耐受中起著重要作用，開(kāi)展lncRNAs與心臟移植后發(fā)生機(jī)制的相關(guān)研究可以為誘導(dǎo)心臟移植免疫耐受和心臟移植后免疫排斥的診療開(kāi)辟新路徑。