非編碼RNA在干燥綜合征中的研究進(jìn)展①

宋陳惠 王海瑜 錢塘亮 朱躍蘭 侯秀娟

(北京中醫(yī)藥大學(xué)，北京 100029)

干燥綜合征(Sj?gren′s syndrome，SS)是一種慢性自身免疫性疾病，以外分泌腺淋巴細(xì)胞浸潤為主要特點(diǎn)，以口干、眼干為主要表現(xiàn)[1]。SS發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，目前仍未研究清楚，病因包括遺傳、病毒感染以及環(huán)境因素等，造成機(jī)體固有免疫及獲得性免疫失衡，產(chǎn)生多種自身抗體及細(xì)胞因子造成組織損傷，導(dǎo)致腺體功能及結(jié)構(gòu)破壞。近年來非編碼RNA(non-coding RNA,ncRNA)在疾病調(diào)控中所發(fā)揮的作用受到重視，有研究顯示ncRNA參與自身免疫反應(yīng)、血管損傷等病理過程，SS患者存在ncRNA表達(dá)異常，其與臨床癥狀及炎癥程度具有一定相關(guān)性，并通過IFN等信號通路參與SS免疫炎癥反應(yīng)過程[2,3]。本文對ncRNA在SS中的相關(guān)研究進(jìn)行綜述。

1 ncRNA的生物學(xué)特點(diǎn)

ncRNA是指由基因組轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的，不編碼蛋白的RNA。高等生物轉(zhuǎn)錄出的RNA中絕大多數(shù)為非編碼RNA，與蛋白質(zhì)共同構(gòu)成復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，參與多種生物學(xué)功能[4]。其中微小RNA(microRNA,miRNA)是機(jī)體自身產(chǎn)生的一種小分子RNA，長度約為22個(gè)核苷酸。miRNA基因在基因組中以單一序列、重復(fù)序列、基因簇等形式存在，大多位于基因間隔區(qū)，不同于結(jié)構(gòu)基因的獨(dú)立轉(zhuǎn)錄單位。lncRNA(long non-coding RNA)是一種長度超過200個(gè)核苷酸的非編碼RNA，具有組織特異性，保守性較低[5]。環(huán)狀RNA(circular RNA，circRNA)是一種閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)源性RNA，缺少5′端帽和3′poly(A)尾部結(jié)構(gòu)，以共價(jià)鍵首尾連接形成穩(wěn)定的環(huán)狀RNA，結(jié)構(gòu)較線性RNA更穩(wěn)定，不易被核酸外切酶水解，半衰期更長。ncRNA的表達(dá)具有一定的組織、時(shí)序和疾病特異性，參與多種細(xì)胞生物學(xué)過程[6]。

1.1ncRNA的生物合成 在RNA聚合酶Ⅱ或RNA聚合酶Ⅲ的作用下，miRNA轉(zhuǎn)錄成較長的RNA前體，再在RNA內(nèi)切酶Drosha的作用加工形成核苷酸約為70 nt的miRNA前體(pre-miRNA)。pre-miRNA經(jīng)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白核輸出素5的作用從細(xì)胞核轉(zhuǎn)運(yùn)至胞質(zhì)中，通過RNA內(nèi)切酶Dicer剪切形成成熟的miRNA，miRNA、Dicer酶以及argonaute蛋白結(jié)合形成RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體(RNA-induced silencingcomplex，RISC)發(fā)揮生物學(xué)作用[7]。lncRNA主要在聚合酶Ⅱ作用下轉(zhuǎn)錄合成，可由結(jié)構(gòu)基因破壞形成，染色質(zhì)重組，非結(jié)構(gòu)基因復(fù)制過程中反移位生成，局部串聯(lián)的復(fù)制子形成，以及轉(zhuǎn)座元件插入基因中產(chǎn)生。circRNA的合成機(jī)制尚未完全闡明，目前認(rèn)為前期產(chǎn)生方式主要包括外顯子環(huán)化和內(nèi)含子環(huán)化。

1.2ncRNA的調(diào)控機(jī)制 ncRNA可通過多種形式參與調(diào)控細(xì)胞活動(dòng)。其中動(dòng)物體內(nèi)成熟的miRNA以不完全配對的方式結(jié)合靶mRNA 3′-UTR區(qū)，從而抑制mRNA的正常翻譯，不影響mRNA的穩(wěn)定性。miRNA還具有siRNA類似功能，與mRNA完全互補(bǔ)結(jié)合，切割靶mRNA。此外，miRNA能促進(jìn)mRNA脫腺苷酸化，使mRNA脫去PolyA，引起靶mRNA降解，下調(diào)靶基因表達(dá)[8]。lncRNA在結(jié)構(gòu)基因的上游啟動(dòng)子區(qū)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，在轉(zhuǎn)錄水平影響下游基因表達(dá)；可抑制RNA聚合酶Ⅱ，誘導(dǎo)染色質(zhì)重構(gòu)，或介導(dǎo)染色體修飾相關(guān)酶對組蛋白進(jìn)行修飾，從表觀遺傳學(xué)角度影響下游基因表達(dá)；可結(jié)合mRNA形成雙鏈，影響mRNA剪切方式，生成不同mRNA剪切產(chǎn)物；亦可通過Dicer酶作用下產(chǎn)生內(nèi)源性小干擾RNA，沉默基因表達(dá)；可特異性結(jié)合蛋白質(zhì)，影響其功能活性及引導(dǎo)定位改變。circRNA可作為miRNA“海綿”，抑制miRNAs的功能；內(nèi)含子circRNAs可在細(xì)胞核中參與基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控，其可通過RNA聚合酶Ⅱ(RNA polymeraseⅡ,Pol Ⅱ)參與轉(zhuǎn)錄過程?？商禺愋越Y(jié)合蛋白質(zhì)形成復(fù)合物，影響功能蛋白的活性，參與調(diào)控多種細(xì)胞活動(dòng)。

2 ncRNA與SS

2.1ncRNA與SS臨床表現(xiàn)及免疫炎癥的相關(guān)性

2.1.1SS患者ncRNA表達(dá)譜的異常 SS患者外周血及外分泌腺組織中存在ncRNA表達(dá)譜的異常。Wang-Renault等[9]對pSS患者外周T、B淋巴細(xì)胞進(jìn)行miRNA表達(dá)譜檢測，結(jié)果顯示pSS患者與健康對照者的T、B淋巴細(xì)胞miRNA表達(dá)譜存在差異，T淋巴細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)let-7d-3p、miR-155-5p、miR-222-3p、miR-30c-5p、miR-146a-5p、miR-378a-3p和miR-28-5表達(dá)異常，B淋巴細(xì)胞中存在miR-378a-3p、miR-222-3p、miR-26a-5p、miR-30b-5p和miR-19b-3p表達(dá)異常，并通過生物信息學(xué)分析顯示差異表達(dá)的miRNA可能通過腫瘤、PI3K-Akt、TGF-β及Wnt信號通路參與SS疾病發(fā)生發(fā)展。Shi等[10]檢測pSS患者及健康對照組唇腺活檢組織中l(wèi)ncRNA表達(dá)譜，結(jié)果顯示有8個(gè)lncRNA在pSS患者中明顯上調(diào)，并與病程、ESR、RF等臨床指標(biāo)具有一定相關(guān)性。竺紅等[11]篩查pSS患者及健康對照者外周血circRNA的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)pSS患者中365個(gè)circRNA上調(diào)，72個(gè)circRNA下調(diào)。

2.1.2ncRNA與外分泌腺功能、形態(tài)學(xué)相關(guān)性 SS是累及外分泌腺的慢性炎癥性免疫病，出現(xiàn)口干眼干，唾液腺淋巴細(xì)胞浸潤，并且ncRNA與SS臨床癥狀及唾液腺病變程度有一定相關(guān)性。Wang等[12]檢測pSS患者及非SS的干燥癥患者miRNA的表達(dá)，結(jié)果顯示miR-181a、miR-16在pSS患者唇腺組織中表達(dá)下調(diào)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)唇腺病理評分≥3分的患者中miR-181a、miR-166的表達(dá)升高。Shi等[13]研究顯示miR-146a在pSS患者PBMC中高表達(dá)，其表達(dá)水平與眼干及腮腺腫大的VAS評分正相關(guān)，miR-155在pSS患者PBMC中表達(dá)下調(diào)，其表達(dá)量與眼干的VAS評分正相關(guān)。Ice等[14]研究顯示lncRNA RP11-137H2.4在SS患者外周血中差異表達(dá)，其表達(dá)與唾液流率呈正相關(guān)。Talotta等[15]檢測SS患者及健康對照者唾液和血漿中miRNA-146a/b、miR16、miR-17-92和miR-181a的表達(dá)，結(jié)果顯示miR-16-5p、miR-181a-5p在SS患者血漿中高表達(dá)，唾液中miR-146b-5p、miR-17-5p表達(dá)水平與唾液腺超聲、ESSPRI評分正相關(guān)。

2.1.3ncRNA與SSA、SSB相關(guān)性 抗SSA及抗SSB抗體是診斷SS的特異性抗體，并且ncRNA與SSA、SSB抗原及其抗體具有一定相關(guān)性。Gourzi等[16]通過生物信息學(xué)分析預(yù)測let-7b、miR-16、miR-223、miR-181a、miR-200b-3p、miR-200b-5p和miR-483-5p的靶標(biāo)為Ro/SSA，并檢測SS患者唇腺、PBMC、唇腺上皮細(xì)胞中miRNA的表達(dá)，結(jié)果顯示SS患者唇腺組織中miR-16上調(diào)，唇腺上皮細(xì)胞中miR-200b-3p上調(diào)，PBMC中miR-223、miR-483-5p上調(diào)，相關(guān)性分析顯示唇腺組織中l(wèi)et-7b、miR-16、miR-181a、miR-223和miR-483-5p表達(dá)水平與Ro52/TRIM21-mRNA正相關(guān)，唇腺上皮細(xì)胞中miR181a、miR200b-3p表達(dá)分別與Ro52/TRIM21和Ro60/TROVE2 mRNA負(fù)相關(guān)，PBMC中l(wèi)et-7b、miR-483-5p與Ro52/TRIM21-mRNA正相關(guān)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)在伴黏膜相關(guān)淋巴組織(MALT)淋巴瘤的SS患者中miR200b-5p低表達(dá)。Talotta等[15]研究顯示SSB陽性的SS患者唾液中miR18a-5p水平較SSB陰性的患者升高。Shi等[10]研究顯示在pSS唇腺組織上調(diào)的lncRNA中，ENST00000420219.1、NR_002712、ENST00000546086.1和TCONS_l2_00014794在SSB陽性的患者中明顯上調(diào)。

2.1.4ncRNA與炎癥指標(biāo)相關(guān)性 Shi等[10]研究顯示在pSS患者唇腺組織上調(diào)的lncRNA中，ENST00000455309.1、ENST00000546086.1的表達(dá)水平與RF呈正相關(guān)，NR_002712水平與IgM負(fù)正相關(guān)，ENST00000455309.1、NR_002712表達(dá)水平與ESR正相關(guān)。袁雅琪[17]研究顯示miR-17、miR-19a在SS患者PBMC中高表達(dá)，IgG表達(dá)升高患者miR-17、miR-19a水平較非高球蛋白患者升高，miR-19a水平與ANA滴度呈正相關(guān)。Talotta等[15]研究顯示SS患者血漿中miR17-5p水平與ESR呈負(fù)相關(guān)性，在高ESSPRI評分的SS患者中唾液中miR146b-5p的表達(dá)升高。

2.1.5ncRNA與SS免疫功能 SS存在免疫功能紊亂，研究顯示ncRNA的表達(dá)與免疫細(xì)胞的比例及炎癥因子的釋放具有一定相關(guān)性。Pauley等[18]研究顯示miR-146a在pSS患者SG、PBMC上調(diào)，其可上調(diào)THP1細(xì)胞吞噬活性，抑制TNF-α、IL-1β、MIP-1α、IP-10和IL-6等炎癥因子產(chǎn)生。Chen等[19]檢測SS患者PBMC中miRNA的表達(dá)，結(jié)果顯示miR-150-5p表達(dá)下調(diào)，let-7e-5p、miR-16-1-3p、miR-20b-5p、miR-424-3p、miR-106a-5p、miR-15a-5p等25個(gè)miRNA表達(dá)上調(diào)，其中miR-150-5p與CD19+IgDCD27-DN B細(xì)胞及漿細(xì)胞比例呈正相關(guān)，miR-155-5p與DN B細(xì)胞比例正相關(guān)，miR-342-3pd水平與漿細(xì)胞比例正相關(guān)。Peng等[20]研究顯示miRNA-181a在SS患者PBMC中表達(dá)上調(diào)，將PBMC分離出T、B淋巴細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)miRNA-181a主要由B淋巴細(xì)胞亞群產(chǎn)生，miRNA-181a水平亦與ANA滴度正相關(guān)，提示miRNA-181a可能參與淋巴B細(xì)胞免疫功能。在pSS外周血中circ_RNA12807-10表達(dá)下調(diào)，其miRNA為miR-181a，提示circ_RNA12807-10可能通過miR-181a海綿作用共同參與調(diào)節(jié)SS的免疫反應(yīng)[11]。Ice等[21]檢測SS患者不同免疫細(xì)胞亞群中ncRNA的表達(dá)，結(jié)果顯示lncRNA SSINCR1在SS患者中表達(dá)升高，尤其在NK細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞和CD4+T細(xì)胞中高表達(dá)。

2.2ncRNA在SS中的作用機(jī)制

2.2.1IFN信號通路 SS患者存在干擾素(IFN)基因表達(dá)的異常，也是SS的致病因素之一[16]。IFN可分為3型，Ⅰ型IFN包括IFN-α和IFN-β，Ⅱ型IFN主要為IFN-γ[22]。lncRNA TMEVPG1亦稱NeST，其在IFN-γ基因相反的DNA鏈上編碼，Tmevp3基因座中表達(dá)IFN-γ的重要基因[23，24]。Wang等[25]研究顯示SS患者外周血CD4+T細(xì)胞IFN-γ、TMEVPG1的表達(dá)水平較正常對照組升高，Th1細(xì)胞比例增加，且TMEVPG1水平與ESR、IgG、T bet、IFN-γ正相關(guān)，抑制TMEVPG1表達(dá)IFN-γ水平下降，提示TMEVPG1可能通過調(diào)節(jié)IFN-γ參與SS免疫調(diào)節(jié)。Ice等[26]研究顯示SS外周血中l(wèi)nRNA中MX1-AS1、OAS123-AS1、NRIR、GBP5-AS1顯著高表達(dá)，其與IFN基因的表達(dá)高度相關(guān)。lncRNA NTT在活化的CD4+T細(xì)胞中表達(dá)，NTT位于IFN-γ基因附近，可能亦參與SS疾病發(fā)生發(fā)展過程[27]。

2.2.2TGF-β信號通路 TGF-β是一種調(diào)節(jié)細(xì)胞生長和分化的細(xì)胞因子，研究顯示TGF-β在pSS患者唾液腺導(dǎo)管細(xì)胞中表達(dá)升高[28]。亦有報(bào)道SS患者血清TGF-β表達(dá)升高，其在合并肺間質(zhì)纖維化患者中升高，與唇腺淋巴細(xì)胞浸潤程度正相關(guān)，提示TGF-β參與SS唇腺淋巴細(xì)胞浸潤及間質(zhì)纖維化的發(fā)生發(fā)展[29]。Williams等[30]研究顯示SS患者外周血單核細(xì)胞中miR-300，miR-609，miR-3162-3p和miR-4701-5p表達(dá)上調(diào)，靶標(biāo)通路預(yù)測分析其與TGF-β信號通路相關(guān)。Wang-Renault等[9]研究顯示pSS患者T淋巴細(xì)胞let-7d-3p、miR-30c-5p、miR-378a-3p表達(dá)下調(diào)，而miR-155-5p、miR-222-3p、miR-28-5p在T細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)，生物信息學(xué)分析顯示TGF-β信號通路是miRNA差異表達(dá)的潛在作用途徑之一。張昊澤[31]檢測pSS患者及健康對照組B細(xì)胞miRNA的表達(dá)，結(jié)果顯示pSS患者miR-4485-3p表達(dá)上調(diào)，miR-144-5p、miR-144-3p、miR-451a和miR-4732-3p表達(dá)下調(diào)，通路分析提示其富集于TGF-β等信號通路中。

2.2.3趨化因子信號通路 趨化因子及其受體在SS疾病進(jìn)程中發(fā)揮著作用，研究顯示在SS患者淚膜和眼表趨化因子受體(CCR5)表達(dá)明顯升高[32]。Shi等[10]對SS患者進(jìn)行唾液腺mRNA表達(dá)譜檢測，結(jié)果顯示CCR5在SS患者中差異表達(dá)，通過構(gòu)建mRNA基因通路網(wǎng)絡(luò)顯示趨化因子信號通路可能參與SS的發(fā)病機(jī)制。Hu等[33]實(shí)驗(yàn)顯示lincR-ccr2-5′AS與Th細(xì)胞分化有關(guān)，lincR-ccr2-5′AS位于趨化因子基因ccr2和ccr3之間，以趨化因子基因的反方向轉(zhuǎn)錄，在Th2細(xì)胞中特異性表達(dá)，參與Th2細(xì)胞的遷移及趨化因子受體ccr1、ccr2、ccr3和ccr5的表達(dá)，提示lincR-ccr2-5′AS可能通過調(diào)節(jié)趨化因子受體的表達(dá)及細(xì)胞遷移，在SS疾病發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮作用。

2.2.4BAFF信號通路 SS患者B細(xì)胞活化增高，B細(xì)胞活化因子(BAFF)對于B淋巴細(xì)胞的活化成熟有著重要的作用，SS患者存在BAFF過度表達(dá)，導(dǎo)致B細(xì)胞持續(xù)活化后淋巴瘤細(xì)胞發(fā)生免疫逃逸，促進(jìn)淋巴瘤的發(fā)生[34]。SS患者外周血中BAFF升高，IgG水平升高與之相關(guān)，其在抗SSA抗體陽性患者中升高[35]。研究顯示pSS患者外周血B細(xì)胞hsa-miR-30b-5p表達(dá)下調(diào)，hsa-miR-30b-5p與BAFF的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，抑制hsa-miR-30b-5p表達(dá)可導(dǎo)致BAFF表達(dá)明顯增加，hsa-miR-30b-5p可能與BAFF mRNA的3′-UTR結(jié)合導(dǎo)致其表達(dá)降低[9]。

2.2.5其他信號通路 MAPK信號通路參與SS的發(fā)病過程，Ma等[36]通過SS模型小鼠實(shí)驗(yàn)證實(shí)MAPK分子在模型小鼠淚腺中高表達(dá)，與淚液分泌功能及淋巴浸潤程度相關(guān)。Riveros等[37]研究顯示miR-183在SS患者唾液腺組織中表達(dá)下調(diào)，并通過miR-183抑制劑體內(nèi)轉(zhuǎn)染SS模型小鼠，結(jié)果顯示抑制miR-183表達(dá)導(dǎo)致ezrin表達(dá)升高，小鼠唾液分泌下降。ezrin蛋白可參與調(diào)控MAPK、PKC、PKC及細(xì)胞凋亡途徑[38]。miR-146a在SS患者的PBMC中上調(diào)[39]，miR-146a是促炎信號傳導(dǎo)的關(guān)鍵基因調(diào)節(jié)因子，miR-146a可抑制IL-1受體相關(guān)激酶(IRAK1)和TNF受體相關(guān)因子6(TRAF6)的表達(dá)，其中在NF-κB激活通路中TRAF6是重要的抗原受體，從而抑制NF-κB活性，降低NF-κB靶基因如IL-6、IL-8、IL-1β和TNFα前炎癥因子的表達(dá)[40]。miR-155在pSS患者PBMC中表達(dá)異常，miR-155參與調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)及免疫細(xì)胞應(yīng)答過程[41,42]。FoxP3轉(zhuǎn)錄因子在浸潤SS唾液腺的T細(xì)胞中過度表達(dá)，F(xiàn)oxP3誘導(dǎo)激活miR-155等幾種miRNA的產(chǎn)生，在Treg細(xì)胞對生長因子的反應(yīng)中miR-155是重要且必需的分子，miR-155表達(dá)參與胸腺中Treg細(xì)胞的發(fā)育[43]。此外，多項(xiàng)研究對SS差異表達(dá)的ncRNA進(jìn)行通路分析，結(jié)果顯示可能參與SS疾病發(fā)生發(fā)展的信號通路還包括腫瘤、PI3K-Akt、Wnt、NF-κB、TNF等信號通路。

3 展望

ncRNA是生命活動(dòng)中重要的組成成分，參與調(diào)控基因的表達(dá)，影響細(xì)胞的分化、增殖及凋亡等過程。ncRNA在SS患者組織中存在差異表達(dá)，與患者癥狀、唾液腺淋巴細(xì)胞浸潤程度、炎癥活動(dòng)、SSA、SSB等密切相關(guān)，其可能通過IFN、TGF-β、趨化因子、MAPK等信號通路參與SS疾病發(fā)生發(fā)展，其中ncRNA、IFN基因與其轉(zhuǎn)導(dǎo)通路關(guān)系尤為密切。目前對于ncRNA在SS中的研究較少，其中circRNA研究甚少。隨著更多的ncRNA在SS中生物學(xué)作用被發(fā)現(xiàn)，其可能成為SS的疾病診斷、評估指標(biāo)及潛在治療靶點(diǎn)，值得進(jìn)一步探索。