miRNAs在系統(tǒng)性紅斑狼瘡中的作用研究進(jìn)展*

董海榮 綜述，郝艷萍 審校

(1.內(nèi)蒙古呼和浩特市第一醫(yī)院檢驗科，內(nèi)蒙古呼和浩特 010030；2.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院檢驗科,內(nèi)蒙古呼和浩特 010059)

系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE)是慢性自身免疫性疾病，造成體內(nèi)多系統(tǒng)多器官自身免疫反應(yīng)，出現(xiàn)大量自身抗體和免疫復(fù)合物難以清除。目前SLE確切病因不明，發(fā)病多是一系列基因變異導(dǎo)致。研究結(jié)果表明，微小RNA(miRNAs)表達(dá)變化被發(fā)現(xiàn)參與多種自身免疫性疾病，例如SLE。本文將概述miRNAs的特性及其參與SLE發(fā)病機(jī)制的研究進(jìn)展。

1 miRNAs的生物起源

成熟的miRNAs是一類長度為19～25個核苷酸的內(nèi)源性單鏈非編碼小RNA分子，在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)基因表達(dá)。它們的結(jié)合位置通常位于目標(biāo)mRNA的3′非翻譯區(qū)域。編碼miRNAs原始轉(zhuǎn)錄(pri-miRNA)的基因位于基因組基因間區(qū)域或蛋白編碼基因內(nèi)含子間。首先，pri-miRNA由含有莖環(huán)結(jié)構(gòu)發(fā)夾的長轉(zhuǎn)錄形式的RNA合成酶Ⅱ和Ⅲ產(chǎn)生[1-3]。其次，pri-miRNA的成熟過程由核RNase Ⅲ Drosha和它的輔因子DGCR8介導(dǎo)[4]。它們形成所謂的微處理器復(fù)合物[5]，它從莖環(huán)結(jié)構(gòu)釋放65～70核苷酸長度的小發(fā)夾前體(pre-miRNA)[6]。隨后，pre-miRNA被處理并被輸出蛋白5和稱為輔因子的Ran-GTP(54～56)輸出到細(xì)胞質(zhì)中。另外，據(jù)報道EXP5的下調(diào)減少pre-miRNA輸出到細(xì)胞漿，但是并沒有增加pre-miRNA在細(xì)胞核的集聚。這項發(fā)現(xiàn)提示EXP5保護(hù)miRNA免受核內(nèi)外切核苷酸的消化[7]。在細(xì)胞質(zhì)，其他酶如Dicer切開pre-miRNA并且產(chǎn)生一個小的雙鏈RNA(dsRNA)[8-9]。隨后，dsRNA被加載到Argonaut(Ago)蛋白上而形成RNA-誘導(dǎo)的沉默復(fù)合物(RISC)[10-11]，目的是釋放dsRNA并產(chǎn)生成熟的導(dǎo)向鏈[12]。經(jīng)鑒定，人類有8種Ago蛋白但是僅僅有4種(1～4)能夠加載miRNA或siRNA而不管它們的結(jié)構(gòu)[13-15]。miR-RISC復(fù)合體是一種效應(yīng)物，能夠調(diào)節(jié)沉默過程[16]。在這個復(fù)合物中，miRNA的核心區(qū)域(大約2～8個核苷酸)是選擇目標(biāo)mRNA最關(guān)鍵區(qū)域[17]。在此形式下，miRNAs有能力調(diào)節(jié)翻譯前、翻譯中、翻譯后的沉默[18]。一些小的RNAs可能來源于其他非編碼RNAs，例如核RNAs、tRNAs和小的病毒性RNAs[19-21]。

2 miRNAs在SLE患者免疫中的作用

2.1miRNAs在SLE患者先天性免疫中的作用 各種SLE相關(guān)的過程如促炎性因子的產(chǎn)生，細(xì)胞死亡和抗原提呈都會受到miRNAs的影響。但是，有研究發(fā)現(xiàn)許多miRNAs在狼瘡患者和健康對照的外周血單個核細(xì)胞中(PBMCs)表達(dá)模式不同，它可能參與了Ⅰ型干擾素(IFN)的調(diào)節(jié)[22-23]。例如miR-146a的表達(dá)顯示與SLE疾病的活動性有關(guān)，并且IFN通過目標(biāo)IRF5和STAT1發(fā)送信號，后兩者都被描述為SLE發(fā)展中重要的遺傳因素[23]。而且，miR-146a表達(dá)的變化IFN應(yīng)答的調(diào)節(jié)異常有關(guān)。已有研究證實miRNAs調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子IRF5和STAT1。而且，miR-146a可以下調(diào)巨噬細(xì)胞中與TRAF6、IRAK1和 IRAK2相關(guān)的炎癥信號，并影響這些細(xì)胞中Ⅰ型干擾素的產(chǎn)生[24]。在所有樹狀細(xì)胞中，pCDs在SLE發(fā)展中起關(guān)鍵性作用，由于它們在TLR7/9的刺激下能大量分泌Ⅰ型干擾素[25]。因此，在血漿樹突細(xì)胞中，miR-146a在TLR7/9的刺激下，其表達(dá)水平上調(diào)。而且，miRNAs對pDC的生存有一定作用。事實上，最近的研究已經(jīng)證明miR-146a對pDC的功能起關(guān)鍵調(diào)節(jié)作用。這項假設(shè)得到研究的證實，即miR-146a在CAL-1 pDC細(xì)胞中的過表達(dá)會引發(fā)細(xì)胞凋亡，損害TLR7/9依賴的炎癥過程，并且減弱pDCs促使CD4+細(xì)胞增殖的能力[26]。此外，最近一項研究證實了pDC信號通路中的一個新的關(guān)鍵點。這項研究指出Ⅰ型干擾素通過 上調(diào)MCPIP-1而抑制miR-146a的成熟，并且這種現(xiàn)象促成SLE患者中失控的炎癥和過度的炎癥基因表達(dá)[27]。研究者的調(diào)查提示潛在的miRNAs可能以INF通路為目標(biāo)。顯而易見，有些miRNAs在SLE患者的PBMCs中存在調(diào)節(jié)異常[22]。

另一個SLE發(fā)展進(jìn)程中的關(guān)鍵性通路是NF-κB相關(guān)的炎癥。Let-7 miRNAs調(diào)節(jié)NF-κB的激活，它通過另一個與SLE相關(guān)的先天免疫系統(tǒng)的負(fù)調(diào)節(jié)蛋白即TNFAIP3[28]。Let-7 miRNAs的過表達(dá)能激活TNFα并增加HEK293T細(xì)胞中細(xì)胞因子的產(chǎn)量。狼瘡性腎炎患者與健康對照相比，其Let-7 miRNAs的表達(dá)顯著上調(diào)，并且TNFAIP3水平顯著下調(diào)，提示另一個潛在的靶目標(biāo)可用于治療干預(yù)[28]。最近，WANG等[29]驗證miR-663/miR-423-5p通過結(jié)合到TNIP2調(diào)節(jié)NF-κB的激活。這個新穎的miR可能參與狼瘡腎炎的致病過程。狼瘡腎炎患者與沒有腎炎表型和正常組織相比，其腎組織中miR-663/miR-423-5p的水平相對較高。因此，狼瘡腎炎患者組織中TNIP2是下調(diào)的。miR-663/miR-423-5p和其抑制劑引發(fā)TNIP2的減少和增加，這可能作為一個獨立的狼瘡腎炎治療的新的靶向標(biāo)志物[29]。

最具特點并且NF-κB與IFN依賴的炎癥和自身免疫相關(guān)的是miR-155。miR-155通過抑制MyD88和TAB2依賴的炎癥應(yīng)答調(diào)節(jié)先天免疫應(yīng)答[30]。有趣的是，miR-155通過抑制細(xì)胞因子信號1(SOCS-1)D的抑制物而上調(diào)巨噬細(xì)胞中的Ⅰ型干擾素[31]。Ⅰ型干擾素是SLE發(fā)展進(jìn)程中一個關(guān)鍵的細(xì)胞因子。奇怪的是，來源于相同前體并且也是由TLR7通過c-Jun N末端激酶通路誘導(dǎo)產(chǎn)生的miR-155在調(diào)節(jié)Ⅰ型干擾素pDC產(chǎn)量時有著相反的效應(yīng)[32]。早期產(chǎn)生的miR-155通過抑制IRAKM增加了干擾素-α/β的表達(dá),晚期產(chǎn)生的miR-155以TAB2為目標(biāo)抑制其表達(dá)[33]。這提示它們共同參與pDC的功能和激活。而且，在先天誘導(dǎo)產(chǎn)生狼瘡模型的miR-155缺失鼠體內(nèi)，相比于野生型，顯示血清中自身抗體的表達(dá)顯著降低，并且較少發(fā)生肺臟和腎臟疾病。

還有其他一些以SLE易感基因為靶目標(biāo)從而影響先天免疫應(yīng)答的miRs。miR-3148通過結(jié)合到它的>3′UTR上而調(diào)節(jié)TLR7的表達(dá)。Let-7c下調(diào)B淋巴細(xì)胞誘導(dǎo)的成熟蛋白-1(Blimp1)和在樹突細(xì)胞中表達(dá)的細(xì)胞影響信號-1(SOCS1)的抑制物，這有助于SLE相關(guān)的促炎性細(xì)胞因子的大量產(chǎn)生[34]。

2.2miRNAs在SLE患者適應(yīng)性免疫免疫中的作用 許多新的研究都在重點關(guān)注miRNAs相關(guān)的機(jī)制，其參與調(diào)節(jié)T細(xì)胞的信號和發(fā)展。T淋巴細(xì)胞亞群的失衡與各種不同臨床表現(xiàn)的SLE有相關(guān)性。miRNAs似乎對T細(xì)胞介導(dǎo)的應(yīng)答起重要作用。例如miR-126和miR-148a在SLE患者分離的T細(xì)胞中是上調(diào)的，其通過減低DNA甲基轉(zhuǎn)移酶的表達(dá)來影響DNA甲基化(DNMT1)[35-37]。而且，研究顯示高水平的miR-21、miR-148a[36]和miR-29b(143)明確與狼瘡患者中CD4+T細(xì)胞的低甲基化有關(guān)，并且這些miRs的抑制是有益的[36,38]。miR-21的高表達(dá)顯示與SLEDAI分值有關(guān)[39]。在CD4+T細(xì)胞巨噬細(xì)胞中，miR-21依賴的PDCD4表達(dá)的抑制影響增殖，IL-10和CD40L的表達(dá)，因此促進(jìn)漿細(xì)胞的發(fā)育和IgG的產(chǎn)生[39-40]。CD4+T細(xì)胞中miR-142-3p/5p的抑制也存在SLE患者中，并且與IL-4、IL-10、CD40L和ICOS蛋白表達(dá)的增加有關(guān)，并且可能與B細(xì)胞的極度活躍有關(guān)[41]。

自身抗體來源的B細(xì)胞在疾病的致病機(jī)制以及進(jìn)展中起核心作用。SLE患者B細(xì)胞異常激活和分化記憶或等離子體效應(yīng)細(xì)胞和自身抗體的分泌在局部炎癥和器官損害的發(fā)病機(jī)制中起基礎(chǔ)性作用。不同的針對造血細(xì)胞譜系的性能研究顯示B細(xì)胞中miRNAs有不同的調(diào)節(jié)作用。尤其，發(fā)現(xiàn)miR-16、miR-30c、miR-34a、miR-142-3和5p、miR-150、miR-155、miR-181和miR-223對B細(xì)胞的功能是很重要的[42-43]。這些miRNAs中例如miR-142-3p和5p被假設(shè)參與抗體的產(chǎn)生[41]。而且，深度測序研究證明了232個已知的miRNAs的表達(dá)[44]。研究人員鑒定并確定了45個在B細(xì)胞發(fā)育中的新型的miRNAs。其他研究顯示，相比于健康對照，SLE患者中有7中miRNAs是有顯著性表達(dá)的[39]。這些miRNAs包括miR-150、miR-16、miR-15a、miR-155、 miR-25、 miR-21和miR-106b。特別是miR-21過表達(dá)在鼠狼瘡腎炎模型的脾臟B細(xì)胞中[36,45]。有些研究描述了狼瘡B細(xì)胞中特殊的miRNAs的功能，并且其中一些與SLE易感基因的調(diào)節(jié)有關(guān)。例如，miR-30a表達(dá)的增加及它與淋巴細(xì)胞mRNA3′-UTR的連接影響SLE患者B細(xì)胞的表型[46]。但是，miR-155和miR-181b如何調(diào)節(jié)AID的機(jī)制仍然未知。miR-15a表達(dá)水平的變化與其在平衡不同B細(xì)胞亞群的功能相關(guān)，例如免疫抑制性B-10細(xì)胞，常規(guī)的B-2細(xì)胞和標(biāo)準(zhǔn)的B-1細(xì)胞信號和抗體產(chǎn)生[47]。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)miRNAs在人群中差異表達(dá)，這揭示僅僅有小部分SLE患者的顯著降解[48]。這個論點通過研究CD19+B細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄水平的研究而證實，該研究指出在SLE患者和對照中存在微弱差異并指出正常和狼瘡B細(xì)胞在轉(zhuǎn)錄水平存在相似性[49]。最近，有研究指出細(xì)胞周期素D3(CCND3)在B細(xì)胞增殖、發(fā)育和分化中起重要作用。

3 問題和展望

毫無疑問，miRNAs對SLE的發(fā)展至關(guān)重要。在不同的細(xì)胞亞群中，獨特的miRNAs以各種分子途徑為靶目標(biāo)。這反過來證明在更大范圍的免疫和自身免疫的進(jìn)程中，miRNAs起重要作用。在過去幾年中，在闡明miRNAs在SLE的發(fā)病機(jī)制、診斷和治療方面已經(jīng)取得很大進(jìn)步。然而迫切需要各種努力將miRNAs相關(guān)的生物標(biāo)志物和治療推向臨床實踐中。