lncRNA在樹突狀細胞中的研究進展①

柯昌浩 王正龍 石 蓓 （遵義醫(yī)科大學心血管內(nèi)科，遵義563000）

樹突狀細胞（dendritic cell，DC）作為較特殊的抗原呈遞細胞，能有效激活初始T 細胞產(chǎn)生免疫應答［1］。作為免疫炎癥反應的前哨兵，DC 誘導免疫反應的激活或耐受對維持免疫穩(wěn)態(tài)至關重要，而DC在免疫反應中所扮演的角色取決于DC 的不同亞群［2-4］。一般來說，成熟的DC 激活免疫應答，而耐受性樹突狀細胞（tolerogenic dendritic cell，tDC）主要通過維持免疫抑制和免疫耐受下調(diào)免疫反應［3-4］。近年來，大量文獻已報道DC 與多種炎癥、自身免疫性疾病、惡性腫瘤等密切相關［2，5-6］。盡管控制 DC 發(fā)育和功能的調(diào)控網(wǎng)絡已經(jīng)得到了深入的研究，但表觀遺傳機制，特別是非編碼基因在這一過程中所起的作用，仍需得到充分的理解。

長鏈非編碼 RNA（long non-coding RNA，lnc-RNA）是一類長度超過200 個核苷酸的內(nèi)源性細胞RNA 分子，主要由 RNA 聚合酶Ⅱ（RNA polymeraseⅡ，RNAPⅡ）轉(zhuǎn)錄，其缺少一個顯著長度的開放閱讀框（open reading frame，ORF），這意味著它們絕大多數(shù)不能編碼蛋白質(zhì)［7-8］。最近研究顯示，lncRNA經(jīng)過剪接、聚腺苷酸化等轉(zhuǎn)錄編輯后最終形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，參與到病理生理過程中［8］。由于lncRNA 在轉(zhuǎn)錄因子（transcription factor，TF）的募集、充當Mi?croRNA（miRNA）海綿、轉(zhuǎn)錄沉默、表觀遺傳重編程、mRNA 的翻譯調(diào)節(jié)等方面的多重功能，其參與了包括細胞生長到凋亡在內(nèi)的多種生物學途徑［9-10］。lncRNA 可通過調(diào)節(jié)先天性免疫及適應性免疫來參與各種免疫途徑，其表達水平的失調(diào)可導致免疫平衡的紊亂［11-12］。

盡管lncRNA 通常表現(xiàn)出較差的進化保守性，但lncRNA 在不同生物學過程中的差異性表達提示了它們在細胞過程中的潛在功能作用［13］。關于其在免疫細胞中的作用，這一研究仍處于起步階段。在此總結(jié)了相關lncRNA 在DC 不同階段中的相應聯(lián)系，為將來的基礎和臨床研究提供新的思路。

1 lncRNA 參與調(diào)控DC 的分化發(fā)育

在炎癥反應初期，單核細胞被招募到炎癥部位并分化為不同的DC 亞群，從而調(diào)控免疫炎癥反應的進行。作為一種新型調(diào)控分子，lncRNA 在單核細胞分化為DC 這一過程中的功能作用值得去探索。2014 年，WANG 等［14］通過二代測序高通量篩選方法檢測出人外周血來DC 分化發(fā)育過程中的特異性lncRNA：lnc-DC。將lnc-DC 干擾后，DC 抗原呈遞能力減弱，促炎因子分泌量減少，活化初始T細胞的功能降低，極大影響了DC 的成熟過程及其免疫功能。進一步的機制研究顯示，細胞質(zhì)中的lnc-DC 與STAT3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT3）的 C 端結(jié)合，促進 STAT3 羧基端 Y705 位的磷酸化，刺激STAT3 信號通路，從而調(diào)控DC 的分化。臨床研究證實，lnc-DC 在子癇、冠心病、乙型肝炎等疾病的病理生理過程中具有調(diào)節(jié)作用，其機制與 STAT3 信號通路具有相關性［15-17］。ZHANG 等［17］發(fā)現(xiàn)lnc-DC和p-STAT3的表達水平在子癇前期患者的脫膜組織中升高且呈正相關，而lnc-DC 表達量的提高導致了DC的過度成熟，正向調(diào)控了CD4+T細胞向Th1細胞的分化，使得免疫平衡發(fā)生改變，加強了子癇前期患者體內(nèi)的炎癥反應。ZHUANG 等［16］將可分泌乙型肝炎病毒（hepatitis b virus，HBV）的人肝細胞系 HepG2.2.15 與 DC 共培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)，HBV 可提高lnc-DC 的表達水平，從而激活TLR9/STAT3 信號通路，正向調(diào)控免疫炎癥反應。同樣的，ALIKHA等［15］證明了lnc-DC 在冠狀動脈疾病患者外周血單個核細胞中的表達量增加，其表達水平的上升也與STAT3呈正相關。上述基礎及臨床研究證實了一種DC 源特異性 lnc RNA-DC 在 DC 的分化發(fā)育、免疫炎癥反應平衡的改變中具有重要調(diào)控作用，描繪了lnc-DC在DC相關疾病中的診斷及治療前景。

LncRNA HOTAIRM1（HOX antisense intergenic RNA myeloid 1，HOTAIRM1）位于人類 HOXA1 和HOXA2 基因之間，在調(diào)節(jié)HOXA 簇3 端鄰近基因的表達方面具有功能作用［18-19］。HOTAIRM1 在髓系細胞中特異性表達，其在循環(huán)中性粒細胞中的高表達水平可通過刺激脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）來降低，這表明這種lncRNA 在髓系細胞的分化發(fā)育中可能具有功能作用［19］。XIN 等［20］通過表觀遺傳學分析發(fā)現(xiàn)，經(jīng)LPS 誘導后的成熟DC 中，HOTAIRM1區(qū)域的甲基化模式發(fā)生了動態(tài)變化，轉(zhuǎn)錄激活標記H3K4me3 與轉(zhuǎn)錄抑制標記H3K27me3 水平發(fā)生改變，導致HOTAIRM1 表達量下降。在機制上，HO?TAIRM1 作為DC 分化的負調(diào)控因子，可以與miR-3960 和DC 分化抑制基因HOXA1 形成一個ceRNA網(wǎng)絡。HOTAIRM1 與miR-3960 的結(jié)合將促進HOXA1 的表達水平，維持單核細胞的表型，抑制其向DC的分化。

2 lncRNA 參與調(diào)控DC 的耐受表型

tDC 主要通過低中表達共刺激分子、分泌抑炎因子、誘導調(diào)節(jié)性T 細胞（regulatory T cells，Treg）生成來發(fā)揮負向免疫調(diào)控功能，其在器官移植、自身免疫性疾病、腫瘤等疾病中具有重要意義。詳細了解tDC 在發(fā)揮免疫耐受作用時的基因組學變化，有利于更好地為臨床提供tDC 治療服務。lncRNA MALAT1（metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript1，MALAT1）在人類許多細胞類型中表達極為豐富，這種lncRNA 在哺乳動物的高度保守性提示了其功能重要性［21］。MALAT1通過抑制巨噬細胞原核因子κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）活性來下調(diào)炎癥反應，證實了lncRNA MALAT1在先天免疫反應中具有負調(diào)控作用［22］。CD80作為DC特異性共刺激分子，可加強抗原呈遞功能，促進免疫炎癥反應。MALAT1 可以與 NF-κB 形成核 RNA-蛋白復合物，阻止NF-κB 與抗原呈遞細胞中CD80 啟動子之間的結(jié)合，降低CD80 活化初始型T 細胞的效率，以此負調(diào)控免疫炎癥反應［23］。2018 年，WU 等［24］將過表達lncRNA MALAT1 的DC 過繼轉(zhuǎn)移到心臟移植小鼠及實驗性自身免疫性心肌炎小鼠體內(nèi)，在這兩種實驗動物模型中，研究人員發(fā)現(xiàn)小鼠脾臟中Treg 數(shù)量增加，誘導了免疫耐受，降低了心臟移植后的急性排斥反應或延緩了自身免疫性心肌炎的進展。作為一種新型免疫耐受調(diào)節(jié)因子，MALAT1在細胞質(zhì)中通過充當miR-155海綿促進負免疫調(diào)控受體DC-SIGN（dendritic cell-specific intercellular ad?hesion molecule-3 grabbing nonintegrin，DC-SIGN）和抑炎因子IL-10 的產(chǎn)生，誘導tDC 的生成，提高Treg的表達水平，負調(diào)控免疫炎癥反應。

長鏈非編碼RNA NEAT1（nuclear paraspeckle assembly transcript 1，NEAT1）位于人類 11 號染色體上，富集于細胞核，與MALAT1位點相距不到70 kb，但兩者之間沒有同源性［25］。這種高保守性、廣泛表達的lncRNA 在哺乳動物的細胞核內(nèi)具有重要的功能作用，已有相關文章報道NEAT1 在艾滋、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、惡性腫瘤等疾病中具有相應調(diào)控作用［26-28］。2019 年，ZHANG 等［29］發(fā)現(xiàn)經(jīng) LPS 處理的DC 中 NEAT1 明顯上調(diào)。NEAT1 可充當 miRNA-3076 的海綿，從而促進NLRP3 炎癥小體的表達，加強炎癥反應。將NEAT1 干擾后可抑制共刺激分子CD80、CD86 和 MHCII 的表達水平，誘導 DC 免疫耐受，增加Treg 的數(shù)量。NEAT1 的表達水平可被轉(zhuǎn)錄因子E2F1 調(diào)控，而miRNA let7i 可靶向與E2F1 mRNA 結(jié)合，通過控制E2F1 的表達水平來調(diào)控NEAT1。體內(nèi)研究同樣證明了NEAT1 的免疫調(diào)節(jié)作用，在小鼠實驗性自身免疫性心肌炎和心臟移植模型中，DC 中NEAT1的下調(diào)可以誘導免疫耐受［29］。

MALAT1 與NEAT1 在調(diào)控DC 耐受表型中的相反作用有力地支持了多個lncRNA 協(xié)同工作以獲得免疫細胞中的特定功能狀態(tài)的觀點。

3 lncRNA參與調(diào)控DC的遷移能力

作為體內(nèi)功能最強的抗原呈遞細胞，DC 向病灶區(qū)域的遷移能力將會影響各種免疫炎癥疾病的轉(zhuǎn)歸［30-31］。CC 趨化因子受體7（CC-chemokine recep?tor 7，CCR7）可調(diào)節(jié)DC 向引流淋巴結(jié)遷移，以此誘導適應性免疫［32］。盡管 CCR7 依賴性 DC 的遷移在炎癥早期對消除病原體是必要的，但及時終止過度的炎癥反應對機體的損害也是重中之重［30-31］。2019年，LIU 等［32］通過高通量測序獲得經(jīng)CCR7刺激后的DC 源lncRNA 表達譜，篩選出一種內(nèi)含子lncRNA，命名為lnc-Dpf3。Lnc-Dpf3 可通過抑制免疫反應重要調(diào)控因子HIF-1α 的活性，減弱CCR7 介導的DC遷移。有趣的是，在炎癥后期，CCR7 可去除lnc-Dpf3 的m6A 修飾，防止其降解，負反饋增加的lnc-Dpf3 通過抑制HIF-1α 依賴性糖酵解來阻礙DC 遷移，形成一個調(diào)控網(wǎng)絡［32］。當然，lnc-Dpf3 在 DC 遷移中的調(diào)控作用仍處于起步階段，其在免疫炎癥反應各個時間點的作用機制并不清晰，仍需更深入的探索。

4 lncRNA在DC及其相關疾病中的表達譜

隨著高通量測序技術(shù)的興起及生物信息學分析的發(fā)展，越來越多研究發(fā)現(xiàn)并鑒定了多種DC 源lncRNA。2009 年，GUTTMAN 等［8］首次報告了 lnc-RNA 在DC 中的潛在作用。研究人員用Toll 樣受體4（toll-like receptor 4，TLR4）激動劑刺激CD11c+小鼠骨髓源性DC，發(fā)現(xiàn)有20 種lincRNA 明顯上調(diào)。其中，表達水平變化最大的lincRNA-COX2 富集于炎癥介質(zhì)COX2 蛋白編碼基因處［8］。這種高度保守的lncRNA 可被NF-κB介導，通過靶向巨噬細胞或小膠質(zhì)細胞調(diào)控先天性免疫反應［33-34］。在臨床研究中，CHEN 等［35］使用基因芯片技術(shù)對經(jīng)胰腺癌源外泌體治療的DC與正常DC進行表達譜分析，發(fā)現(xiàn)3 227個差異性表達的lncRNA，經(jīng)生信分析篩選及定量聚合酶鏈反應（quantitative polymerase chain reaction，qPCR）鑒定，發(fā)現(xiàn) lncRNA-ENST00000560647 可與5 個胰腺癌相關miRNA 結(jié)合，但其在胰腺癌中的作用及其機制并未闡述。另外，WANG 等［36］分析了系統(tǒng)性紅斑狼瘡（systemic lupus erythematosus，SLE）患者外周血來源DC 的lncRNA 表達譜，與正常對照組對比后，發(fā)現(xiàn)有163 個lncRNA 差異性表達。其中，差異性表達的lncRNA ESIX 及l(fā)ncRNA NEAT1 與SLEDAI 評分呈正相關，提示其在SLE 中的潛在作用。綜上，DC源lncRNA經(jīng)體內(nèi)外環(huán)境刺激后，其表達量的改變與DC 相關性疾病具有聯(lián)系。隨著進一步的發(fā)掘與探索，DC 源lncRNA 或可成為免疫性疾病中重要的診斷生物標記物或潛在的治療靶點。

5 結(jié)語

隨著高通量測序技術(shù)的發(fā)展，越來越多的lnc-RNA 被證實參與DC 的生物學過程中，從而調(diào)控免疫炎癥反應的平衡。但總體而言，lncRNA 與DC 的研究仍處于起步階段。目前，lncRNA 在DC 中的具體作用機制尚不明確，且臨床試驗偏少。lncRNA能否成為DC 相關性自身免疫性疾病、移植排斥反應、惡性腫瘤中的診斷標記物及藥物靶點，仍需要不斷的思考與探索。當然，隨著新興技術(shù)的發(fā)展，本課題組相信，當lncRNA 的神秘面紗被層層解開時，DC 相關免疫性疾病的診斷及治療將開啟新篇章。