miRNA在系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者T細(xì)胞中的作用及機(jī)制研究

楊曉蘭，石力予，錢鈞

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué) 微生物學(xué)教研室，哈爾濱 150081)

miRNA為內(nèi)源性非編碼RNA，可以在轉(zhuǎn)錄或翻譯水平調(diào)節(jié)基因的表達(dá)[1]。miRNA具有多種生物學(xué)功能，如參與細(xì)胞發(fā)育、分化、凋亡及免疫應(yīng)答等[2]。miRNA表達(dá)和功能異常已經(jīng)在多種自身免疫性疾病中被發(fā)現(xiàn)，如系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus，SLE)[3]、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis，RA)[4]和系統(tǒng)性硬化癥[5]等。

SLE是一種女性多發(fā)的、累及多臟器的、慢性自身免疫性疾病，具體發(fā)病原因和病理機(jī)制并不明確。近期研究發(fā)現(xiàn)，免疫細(xì)胞，特別是T細(xì)胞在SLE的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮重要作用。表觀遺傳調(diào)控異常、T細(xì)胞異常激活及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)異常、細(xì)胞因子產(chǎn)生異常和T細(xì)胞亞群的分化異常等都促進(jìn)了SLE的發(fā)展[6]。研究發(fā)現(xiàn)，miRNA在SLE患者T細(xì)胞中異常表達(dá)，并可影響T細(xì)胞生物學(xué)功能，促進(jìn)SLE的進(jìn)展。本文對SLE患者中的miRNA在T細(xì)胞中的作用及其致病機(jī)制進(jìn)行綜述。

1 miRNA在表觀遺傳改變中的作用

表觀遺傳失調(diào)，包括DNA甲基化、組蛋白修飾和非編碼RNA在自身免疫性疾病，尤其是SLE中發(fā)揮重要作用[7]。DNA甲基化和組蛋白修飾的異常會導(dǎo)致狼瘡患者自身免疫相關(guān)基因表達(dá)異常增加[8]。miRNA通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子或增強(qiáng)子與順式調(diào)節(jié)元件的結(jié)合、啟動子區(qū)的DNA甲基化，參與SLE的發(fā)生、發(fā)展[9]。

miR-21、miR-126和miR-148a是3種與DNA甲基化相關(guān)的miRNA。在SLE患者中發(fā)現(xiàn)miR-148a和miR-126的表達(dá)增加，其通過直接與DNA甲基轉(zhuǎn)移酶1(DNA methyltransferase 1，DNMT1)結(jié)合而抑制DNA轉(zhuǎn)錄活性，最終導(dǎo)致DNA去甲基化；另一方面，miR-21通過與RAS鳥嘌呤釋放蛋白1相互作用而間接抑制DNMT1的活性[10]。最近研究發(fā)現(xiàn)，狼瘡 CD4+T細(xì)胞內(nèi)維持鐵穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)劑3-羥基丁酸脫氫酶2(3-hydroxybutyrate dehydrogenase 2，BDH2)表達(dá)降低，造成細(xì)胞內(nèi)鐵升高，總體DNA羥甲基化水平升高，而甲基化水平降低，造成免疫基因過表達(dá)。而BDH2是miR-21的靶基因，這表明miR-21也可以通過抑制BDH2表達(dá)來促進(jìn)CD4+T細(xì)胞中的DNA脫甲基[11]。

與健康對照比較，SLE患者的CD4+T細(xì)胞甲基化程度顯著降低[12]。SLE女性患者的X染色體脫甲基，可能是SLE患者中女性占主導(dǎo)地位的原因之一[13]。另一項研究通過比較健康男性和女性的實驗性去甲基化的T細(xì)胞以及SLE男性和女性患者的T細(xì)胞中的mRNA和miRNA表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)女性相對于男性而言，miR-98、let-7f-2*、miR-188-3p、miR-421和miR-503過度表達(dá);其中miR-98和miR-188-3p靶向胱硫醚β-裂解酶(cystathionine β-lyase，CBL)，而CBL可以通過抑制ζ鏈關(guān)聯(lián)蛋白激酶70的激活以降低TCR激活的閾值并增強(qiáng)信號轉(zhuǎn)導(dǎo);這證明了T細(xì)胞中CBL的下調(diào)可能會改變TCR的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，與狼瘡發(fā)病相關(guān)[14]。

2 miRNA在T細(xì)胞異常激活及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)異常中的作用

TCR-CD3復(fù)合物決定了T細(xì)胞的免疫應(yīng)答。TCR與MHC分子呈遞的抗原特異性結(jié)合，而CD3亞基將信號傳遞到細(xì)胞質(zhì)中以激活信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。在SLE患者T細(xì)胞中CD3ζ鏈的下調(diào)導(dǎo)致鈣離子內(nèi)流增加及IL-2表達(dá)降低。鈣離子內(nèi)流增加導(dǎo)致miR-524-5p和miR-449b在SLE患者T細(xì)胞中過表達(dá)，且miR-524-5p的表達(dá)水平與SLE活動評分直接相關(guān)[15]。在體外急性淋巴細(xì)胞白血病MOLT-4 細(xì)胞中的研究發(fā)現(xiàn)，miR-214靶向結(jié)合CD3ζ使其表達(dá)降低[16]，從而使CD3ζ信號轉(zhuǎn)導(dǎo)被FcRγ信號通路取代，導(dǎo)致T細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)增強(qiáng)，表明miR-214可能具有調(diào)控T細(xì)胞活化的功能。

3 miRNA在T細(xì)胞的細(xì)胞因子分泌異常中的作用

3.1 miRNA與IL-2有證據(jù)表明，細(xì)胞因子和趨化因子的異常表達(dá)可以導(dǎo)致免疫失衡，并在SLE的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮作用。SLE患者T細(xì)胞分泌的IL-2減少并對IL-2的應(yīng)答降低[17]。IL-2信號會影響細(xì)胞分化、免疫反應(yīng)和各種淋巴細(xì)胞亞群的平衡，尤其是Treg[18]。狼瘡小鼠中低水平的miR-200a-3p會影響E盒結(jié)合鋅指蛋白1和C末端結(jié)合蛋白2的復(fù)合物與IL-2啟動子的結(jié)合并抑制IL-2產(chǎn)生[19]。此外，T細(xì)胞中miR-31的表達(dá)明顯降低，其靶基因RhoA表達(dá)增強(qiáng)，導(dǎo)致IL-2產(chǎn)生減少，這為T細(xì)胞產(chǎn)生IL-2能力減弱的現(xiàn)象提供了新的機(jī)制[20]。已有研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞因子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制分子1(suppressor of cytokine signaling 1，SOCS1)和蛋白磷酸酶2A(protein phosphatase type 2A，PP2A)是IL-2的負(fù)調(diào)節(jié)劑。在狼瘡Treg中miR-155表達(dá)降低導(dǎo)致SOCS1表達(dá)升高，造成Treg對IL-2的應(yīng)答降低[21]。另一項研究發(fā)現(xiàn)，miR-155通過抑制PP2A的正調(diào)節(jié)劑環(huán)磷腺苷效應(yīng)元件結(jié)合蛋白，間接抑制PP2A的表達(dá)。而在青少年SLE患者的PBMC中，miR-155表達(dá)明顯降低，PP2A催化亞基(PP2A catalytic subunit，PP2Ac)表達(dá)明顯增加，這表明miR-155-PP2Ac在調(diào)節(jié)IL-2釋放中發(fā)揮作用[22]。

3.2 miRNA與IL-17在人和小鼠模型中，IL-17在SLE進(jìn)展中起重要作用。IL-17能夠促進(jìn)炎癥和募集免疫細(xì)胞，從而促進(jìn)狼瘡性腎炎的進(jìn)展[23]。在IL-17參與SLE發(fā)病機(jī)制的研究中也證明，IL-17水平與疾病的嚴(yán)重程度相關(guān)[24]。miR-451a的表達(dá)降低可以減少CD4+CD69+T細(xì)胞和CD4+/CD8+T細(xì)胞的數(shù)量以及IL-17a和IL-4的水平。但miR-451a在SLE小鼠模型的脾臟和胸腺中表達(dá)增加[25]。miR-30a可以抑制IL-17介導(dǎo)的NF-κB和絲裂原活化蛋白激酶活化，從而導(dǎo)致炎性細(xì)胞因子和趨化因子的產(chǎn)生減少。在SLE患者和小鼠模型中miR-30a表達(dá)下調(diào)，可能加劇IL-17介導(dǎo)的炎癥[26]。

3.3 miRNA與其他細(xì)胞因子SLE的特征之一是自身抗體的產(chǎn)生，這與B細(xì)胞過度活化和異常分化密切相關(guān)。IL-10可以增強(qiáng)B細(xì)胞活化、增殖和分化，并且SLE患者中IL-10的表達(dá)升高與抗dsDNA抗體滴度相關(guān)[27]。miR-410在SLE患者T細(xì)胞中表達(dá)降低，可以通過靶向結(jié)合STAT3調(diào)節(jié)IL-10的表達(dá)[28]。另一項研究發(fā)現(xiàn)，miR-410是狼瘡性腎炎發(fā)病機(jī)制中的一種新的關(guān)鍵因子，它通過直接結(jié)合IL-6的3＇UTR以降低IL-6表達(dá)(IL-6的表達(dá)與疾病活動評分呈正相關(guān))，并在小鼠腎小球系膜細(xì)胞中下調(diào)TGF-β1，抑制纖維化[29]。此外，在SLE患者的CD4+T細(xì)胞中miR-142-3p和miR-142-5p明顯下調(diào)，導(dǎo)致CD84和IL-10表達(dá)升高[30]。

4 miRNA在T細(xì)胞亞群改變中的作用

Treg通過調(diào)節(jié)效應(yīng)T細(xì)胞的活性來協(xié)調(diào)免疫反應(yīng)，維持免疫耐受和免疫穩(wěn)態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)，處于疾病活躍期的SLE患者體內(nèi)Treg缺乏，且Treg/Th17降低，提示T細(xì)胞亞群之間的失衡可能是SLE中促炎反應(yīng)增加的原因[31]。STAT3是Th17和濾泡輔助性T細(xì)胞(follicular helper T cell，Tfh)分化的關(guān)鍵信號轉(zhuǎn)導(dǎo)因子。miR-125a和miR-125b在SLE患者的T細(xì)胞中表達(dá)下調(diào)，導(dǎo)致其靶基因STAT3的高表達(dá)，增加Th17的分化[32]。叉頭轉(zhuǎn)錄因子O1(forkhead box O1，F(xiàn)oxo1)被認(rèn)為是Th17分化的抑制劑，miR-873在SLE患者PBMC中表達(dá)升高，并通過下調(diào)Foxo1促進(jìn)Th17分化[33]。miR-663在SLE患者骨髓源性間充質(zhì)干細(xì)胞(bone marrow mesenchymal stem cell，BMSC)中表達(dá)增加，其通過降低BMSC分泌TGF-β1，使Tfh/Treg升高。因此，BMSC中的miR-663可能成為與Tfh/Treg失衡有關(guān)的自身免疫性疾病的新靶標(biāo)[34]。

5 miRNA在T細(xì)胞凋亡異常中的作用

與正常對照比較，SLE患者中淋巴細(xì)胞的凋亡速率加快，向細(xì)胞外釋放的核小體物質(zhì)增加。淋巴細(xì)胞異常凋亡可能提供了細(xì)胞外的核自身抗原，以驅(qū)動免疫反應(yīng)并形成免疫復(fù)合物，增加了SLE發(fā)病的可能性[35]。SLE患者CD4+T細(xì)胞中低表達(dá)的miR-98可以通過靶向Fas調(diào)節(jié)其介導(dǎo)的凋亡信號通路而誘導(dǎo)凋亡[36]。凋亡抑制蛋白5(apoptosis inhibitor 5，API5)是一種細(xì)胞凋亡抑制蛋白，SLE患者T細(xì)胞中過表達(dá)的miR-224抑制API5蛋白的表達(dá)，加速了T細(xì)胞凋亡，為SLE患者T細(xì)胞凋亡增加的現(xiàn)象提供了另一種可能的解釋[37]。

6 展望

SLE是一種臨床表現(xiàn)多樣、復(fù)雜的自身免疫性疾病，其特征是自身免疫耐受缺陷。T細(xì)胞在免疫反應(yīng)中發(fā)揮至關(guān)重要的作用，被認(rèn)為是SLE發(fā)病機(jī)制的核心參與者，而miRNA是淋巴細(xì)胞分化和選擇的重要調(diào)節(jié)劑。綜上所述，miRNA通過調(diào)節(jié)T細(xì)胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、T細(xì)胞細(xì)胞因子的產(chǎn)生及T細(xì)胞細(xì)胞亞群的改變等，參與SLE的發(fā)生、發(fā)展，這為了解SLE的發(fā)病機(jī)制及治療提供更多的研究思路。