微小RNA在系統(tǒng)性紅斑狼瘡中的作用

趙　靜，王　靜

(內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院風(fēng)濕科，呼和浩特 010059)

系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus，SLE)是累及多器官、多系統(tǒng)損傷的自身免疫性疾病。患者體內(nèi)出現(xiàn)多種免疫細胞異常，如T、B細胞的異常活化和T細胞各亞型細胞的數(shù)量、功能異常均與SLE發(fā)病有關(guān)。SLE的發(fā)病機制不清楚，可能與遺傳、環(huán)境、藥物及自身免疫系統(tǒng)功能紊亂相互作用相關(guān)。目前關(guān)于SLE的發(fā)病機制主要有以下幾種觀點：(1)Ⅰ型干擾素通路的異?；罨?；(2)輔助性T細胞17(T helper cell 17，Th17)/調(diào)節(jié)性T細胞(regulatory T cells，Treg)的功能異常[1- 2]；(3)細胞因子的異常分泌；(4)樹突狀細胞的持續(xù)活化；(5)表觀遺傳調(diào)控中DNA的低甲基化；(6)雌激素對免疫系統(tǒng)的影響?？傊?，SLE的發(fā)病是多種機制共同作用所致[3- 4]。

微小RNA概述及其功能機制

微小RNA(microRNA，miRNA)是細胞內(nèi)源性非蛋白編碼的長為19～25個堿基的單鏈RNA，通過與靶mRNA特異性結(jié)合使mRNA發(fā)生降解或抑制其翻譯，從而調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄后表達。miRNA最早從秀麗隱桿線蟲中被發(fā)現(xiàn)，廣泛存在于動植物、病毒、細菌等生物中，目前證實與人類有關(guān)的miRNA大約有1 900個序列。miRNA生成及其功能機制：miRNA由內(nèi)源基因轉(zhuǎn)錄生成后，經(jīng)RNA聚合酶Ⅱ、Ⅲ作用形成初級miRNA，在Drosha酶作用下生成長約70～100個堿基對前體miRNA，然后在Dicer酶作用下形成雙鏈miRNA[5]，最后通過解旋酶作用生成成熟的miRNA。成熟的miRNA通過識別靶基因發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)[6]。目前多項研究已證實多種miRNA參與免疫細胞的發(fā)育分化，可以調(diào)節(jié)適應(yīng)性免疫應(yīng)答和固有免疫應(yīng)答。miRNA通過調(diào)控細胞中一些因子的表達，如轉(zhuǎn)錄因子、細胞因子及凋亡基因等，參與調(diào)控細胞增殖與分化、細胞凋亡、腫瘤發(fā)生等發(fā)揮生物學(xué)作用[7- 9]，并與人類疾病發(fā)生發(fā)展相關(guān)。

miRNA與SLE

目前的研究已證實，SLE的發(fā)生發(fā)展與miRNA的表達和功能異常有關(guān)。一項研究報道，從365種miRNA中篩選出與SLE有關(guān)的miRNA 27種，其中有19種miRNA與SLE疾病活動性相關(guān)，包括8種miRNA在T細胞上的表達減少，4種miRNA在B細胞上的表達減少，其中表達明顯增加的是miRNA- 21，并與SLE疾病活動性呈正相關(guān)[10- 11]。進一步研究發(fā)現(xiàn)活動期SLE患者中miRNA- 21可抑制程序性細胞死亡蛋白- 4(programmed cell death 4，PDCD4)的表達，PDCD4可促進激活轉(zhuǎn)錄因子核轉(zhuǎn)錄因子κB(nuclear transcription factor kappa B，NF-κB)，增加白細胞介素(interleukin，IL)- 10，IL- 4和γ-干擾素(interferon-γ，IFN-γ)等細胞因子表達，并在T細胞分化中發(fā)揮重要作用。上調(diào)的miRNA- 21可通過抑制PDCD4表達和功能，而參與SLE的T細胞反應(yīng)[12- 13]。miRNA- 155可促進Th17分泌IL- 17，抑制轉(zhuǎn)化生長因子(transforming growth factor，TGF)-β1、Treg及IL- 10的分泌。TGF-β/Smad信號通路是Treg細胞發(fā)揮作用的通路，miRNA- 155通過使Janus激酶(Janus kinase，JAK)-信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子(signal transducer and activator of transcription，STAT)和TGF-β/Smad信號通路失調(diào)而導(dǎo)致Treg/Th17失衡。同時激活I(lǐng)L- 6/STAT3和TGF-β/Smad5通路，促進Th17細胞的分化，抑制Treg細胞的功能[14]，miRNA- 155廣泛參與多種自身免疫性疾病的發(fā)生和發(fā)展，參與調(diào)控T、B細胞、樹突狀細胞等多種免疫細胞的發(fā)育分化。以上研究表明，miRNA可能成為SLE潛在的生物標記物。

在SLE發(fā)病機制中miRNA與雌激素相互作用。雌激素在SLE發(fā)病中發(fā)揮重要作用，SLE發(fā)病率女性明顯高于男性。有研究表明，雌激素可選擇性上調(diào)SLE患者中一些miRNA的表達，如miRNA- 223和miRNA- 486，下調(diào)miRNA- 145和miRNA- 146a的表達，miRNA- 182a在CD4 T細胞中表達也上調(diào)，并與疾病的嚴重程度呈正相關(guān)。動物實驗表明，雌激素可降低小鼠脾細胞中miRNA- 146a的表達并影響其功能，也可抑制脂多糖誘導(dǎo)產(chǎn)生誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase，iNOS)和IFN-γ[15]。另一項小鼠實驗提示，雌激素可通過調(diào)節(jié)小鼠中miRNA- 183、miRNA- 127及miRNA- 182的表達而影響SLE的發(fā)病[16]。綜上所述，雌激素可通過調(diào)節(jié)miRNA的表達參與SLE的發(fā)病。

Ⅰ型IFN通路的異?；罨赟LE的發(fā)病機制中發(fā)揮重要作用。SLE患者存在IFN通路基因表達失調(diào)。SLE患者外周血中有高水平的IFN。降低IFN濃度可降低免疫活性，過表達IFN則可激活超免疫，引起自身免疫性疾病。Ⅰ型干擾素通路負反饋調(diào)節(jié)缺陷可能會引起SLE患者細胞內(nèi)IFN通路異常激活。一項研究miRNA 在SLE疾病中作用的結(jié)果提示，SLE患者尿中有高表達的miRNA- 146a和miRNA- 155[17]。另有研究利用芯片篩選了SLE患者中156種miRNA，發(fā)現(xiàn)6種miRNA表達明顯減低，主要包括miRNA- 146a、miRNA- 134、miRNA- 130b、miRNA- 99a、miRNA- 95及miRNA- 33。其中miRNA- 146a在SLE患者中表達水平明顯低于正常對照組，并與SLE的活動程度[系統(tǒng)性紅斑狼瘡病活動指數(shù)(systemic lupus erythematosus disease activity index，SLEDAI)評分]密切相關(guān)，miRNA- 146a通過調(diào)節(jié)腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)受體相關(guān)因子6(TNF receptor associated factor 6，TRAF6)和IL- 1受體相關(guān)激酶1(interleukin 1 receptor associated kinase，IRAK1)水平在免疫應(yīng)答中發(fā)揮負調(diào)控作用，SLE患者中miRNA- 146a降低會減弱對靶基因TRAF6/IRAK1的負調(diào)控作用，從而異常激活I(lǐng)FN通路[18- 19]。因此，miRNA- 146a既能調(diào)節(jié)Ⅰ型IFN的產(chǎn)生又能調(diào)節(jié)其下游通路，miRNA- 146a的表達水平與疾病的活動性及IFN通路的激活呈負相關(guān)。

DNA甲基化是常見的表觀遺傳調(diào)控修飾形式，參與SLE的發(fā)生和發(fā)展過程。DNA甲基化是在DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(Dnmts)作用下，在DNA復(fù)制后期，以S-腺苷-甲硫氨酸作為甲基供體完成的[20]。在真核生物中，Dnmts主要包括三種類型：Dnmts1、Dnmts3a和Dnmts3b，其中Dnmts1維持甲基化模式。DNA甲基化與某些基因沉默相關(guān)，影響基因的表達，DNA甲基化可降低一些基因的活性。有研究報道，miRNA- 148a和miRNA- 21均可抑制Dnmts1，使細胞甲基化水平降低，從而引起自身免疫性疾病，miRNA- 21是通過靶向作用于Ras鳥苷釋放蛋白1(Ras guanyl nucleotide releasing proteins 1，RASGRP1)間接抑制Dnmts1表達，而miRNA- 148a是直接抑制Dnmts1的活性，miRNA- 21過表達與SLE疾病活動性相關(guān)[21]。Dnmts在SLE疾病中發(fā)揮作用，SLE患者T細胞甲基化水平低[22]。Zhao等[23]研究發(fā)現(xiàn)，SLE患者的T細胞過表達miRNA- 126，并與Dnmts1水平呈負相關(guān)，miRNA- 126可通過結(jié)合3′-非翻譯區(qū)(untranslated regions，UTR)端直接降低Dnmts1的活性，加速細胞內(nèi)低甲基化，誘導(dǎo)自身免疫相關(guān)的甲基化相關(guān)基因去甲基化，降低對自身免疫的抑制作用，從而介導(dǎo)自身免疫性疾病的發(fā)生。Qin等[24]報道m(xù)iRNA- 29b在SLE患者T細胞中表達增高，并可引起轉(zhuǎn)錄因子特異性蛋白1(specificity protein 1，sp1)和Dnmts1表達減少，導(dǎo)致細胞內(nèi)低甲基化。進一步研究證實，miRNA- 29b靶向作用于sp1負性調(diào)控Dnmts1的表達。

樹突狀細胞的持續(xù)活化使SLE患者打破自身免疫耐受。miRNA- 155通過調(diào)節(jié)Th17/Treg等炎性細胞的分化和增殖而參與自身免疫反應(yīng)[25]。另有研究報道，miRNA- 155可能與漿細胞樣樹突狀細胞活化有關(guān)，在初始階段，miRNA- 155*和miRNA- 155由Toll樣受體7(Toll like receptor 7，TLR7)-c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase，JNK)信號途徑所誘導(dǎo)[18]。在晚期階段，在Ⅰ型干擾素和活化的KH型剪接調(diào)節(jié)蛋白(KH-type splicing regulatory protein，KHSRP)的影響下，miRNA- 155表達增加，而miRNA- 155*表達減少。miRNA- 155 通過靶向抑制TAB2，減少IFN產(chǎn)生，從而減弱漿細胞樣樹突狀細胞的過度活化。miRNA- 155*和miRNA- 155在漿細胞樣樹突狀細胞活化及調(diào)節(jié)免疫穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要的作用。miRNA- 155、miRNA- 142- 3p在維持Treg細胞生長發(fā)育及免疫反應(yīng)中發(fā)揮重要作用[26- 28]。

miRNA- 125a參與SLE中細胞因子的異常分泌，miRNA- 125a的靶基因是腸道內(nèi)富含的Kruppel樣因子13(intestinal kruppel like factor 13，KLF13)，KLF13是一個轉(zhuǎn)錄因子，miRNA- 125a可能通過影響KLF13負調(diào)控患者體內(nèi)調(diào)解活化正常T細胞表達和分泌的趨化因子(regulated upon activation normal T-cell expressed and secreted，RANTES)的表達水平，RANTES是炎性細胞因子，在組織損傷時可以使免疫細胞從血管中遷移到損傷部位，在T細胞活化后表達，可引起腎臟損傷。活動性SLE中miRNA- 125a表達減少，KLF13和RANTES表達增加[29]。SLE患者也有IL- 2、IL- 6、IL- 10等細胞因子的異常分泌，并參與SLE疾病的發(fā)生和發(fā)展。IL- 2信號通路在SLE發(fā)病中發(fā)揮作用，SLE患者中T細胞miRNA- 31表達減少，與IL- 2呈正相關(guān)，miRNA- 31可以調(diào)節(jié)SLE患者體內(nèi)IL- 2的水平。研究報道，過表達miRNA- 155可能減少SLE患者蛋白磷酸酶2A催化亞基(catalytic subunit of protein phosphatase- 2A，PP2Ac)對IL- 2的抑制作用[30]。Rasmussen等[26]研究表明，SLE患者外周血中miRNA- 155表達明顯增加，miRNA- 155可抑制細胞因子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制因子- 1(suppressor of cytokine signaling1，SOCS1)基因的表達，使IL- 21表達升高。IL- 21可調(diào)節(jié)體內(nèi)產(chǎn)生自身抗體和免疫應(yīng)答，從而在SLE疾病中發(fā)揮作用。SLE患者中miRNA- 142- 3p/5p表達減少，miRNA- 142- 3p/5p可負性調(diào)節(jié)CD84和淋巴細胞激活相關(guān)蛋白，增加的CD84和淋巴細胞激活相關(guān)蛋白可激活T細胞，產(chǎn)生細胞因子發(fā)揮致病作用。Tang等[31]研究發(fā)現(xiàn)，治療SLE的藥物霉酚酸酯中的活性代謝物霉酚酸可上調(diào)SLE患者T細胞miRNA- 142- 3p/5p的表達水平，調(diào)節(jié)機制可能與組蛋白的修飾相關(guān)。

小　　結(jié)

miRNA是基因表達調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵因素，miRNA在細胞增殖與分化、維持免疫穩(wěn)態(tài)等過程中發(fā)揮關(guān)鍵調(diào)控作用，并參與調(diào)節(jié)多條信號傳導(dǎo)通路。很多研究報道在腫瘤、自身免疫性疾病中存在miRNA表達異常，并參與疾病的進程。SLE是一種復(fù)雜的多基因免疫性疾病，研究其發(fā)病機制對疾病的診斷和治療有重要的意義。綜上所述，大量證據(jù)證實miRNA通過對Th17/Treg細胞、DNA甲基化、IFN-γ通路、雌激素等的調(diào)控，在SLE疾病中發(fā)揮作用。深入研究miRNA，將會為SLE的臨床診斷及靶向治療提供新的依據(jù)。

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