微小RNA与外周免疫耐受

周　琴，盛德乔

(三峡大学医学院 肿瘤微环境与免疫治疗湖北省重点实验室，湖北宜昌 443002)

免疫耐受是指机体免疫系统接触某种特定抗原后表现出特异性免疫无应答状态。根据耐受机制的不同，通常将免疫耐受分为中枢免疫耐受和外周免疫耐受。中枢免疫耐受是T细胞发育过程中通过阴性选择清除自身反应性T细胞克隆，避免自身免疫应答。阴性选择能清除大多数的自身反应性T淋巴细胞，但仍有部分T淋巴细胞能逃避阴性选择到达外周淋巴器官，机体通过克隆清除、激活调节性T细胞(regulatory T cells，Tregs)、抑制树突状细胞(dendritic cells，DCs)活性、调控共刺激分子表达等多种机制限制自身反应性T细胞的活性。微小RNA(microRNA，miRNA)通过与靶基因mRNA的特异性碱基互补配对，引起mRNA的降解或者抑制其翻译，从而下调靶基因表达。miRNA参与了多种生命活动的调节，包括细胞发育、分化、病毒防御、增殖和凋亡等。miRNA在调控T细胞发育和成熟、Tregs和DCs功能、共刺激分子表达等方面都发挥着重要作用，与外周免疫耐受调控密切相关。

miRNA生物合成与功能

miRNA基因转录生成初级转录物后，经Drosha酶加工处理成发夹状的前体miRNA(pre-miRNA)[1]，pre-miRNA在Exportin 5蛋白的帮助下从细胞核运送到细胞质[2]，被Dicer酶剪切成约22个核苷酸的双链miRNA，其中一条成熟的miRNA结合到RNA诱导的沉默复合物(miRNA-induced silencing complex，miRISC)中[3]，结合到靶mRNA的3′端非翻译区域(untranslated region，UTR)特异性位点而抑制翻译，或与靶mRNA分子结合引起靶mRNA的降解。

最近的研究发现，miRNA通过调控基因表达参与了一系列免疫学事件，在调控免疫耐受过程中发挥有重要作用。miRNA-181a参与了阴性选择和阳性选择，它可通过调控T细胞对抗原的敏感性来调控免疫应答和耐受[4]；miRNA-132和miRNA-212在Toll样受体(toll-like receptors，TLRs)信号通路中，通过TLR2信号诱导其下调白细胞介素(interleukin，IL)-1受体相关激酶4(IL-1 receptor-associated kinase 4，IRAK4)，调控免疫应答和耐受[5]；miRNA-146a通过下调IL-1相关激酶1(IL-1 receptor-associated kinase 1，IRAK1)调控外周耐受[6]。这些研究揭示了miRNA在外周免疫耐受中起着重要的调控作用。

miRNA与T细胞发育

miRNA参与了T细胞的发育、分化及调节功能。未成熟T淋巴细胞在胸腺中要经历阳性选择和阴性选择才能发育为成熟T细胞，再移居于外周淋巴组织，发挥细胞免疫功能。

最近研究发现，miRNA-181a对阳性选择和阴性选择过程中有重要影响，其机制主要是在T细胞胸腺发育阶段通过下调多磷酸化位点调控T细胞受体(T cell receptor，TCR)信号强度，使可被磷酸化区域增加并降低TCR信号阈值，T细胞受到抗原刺激后，miRNA-181a表达减少，将导致有缺陷的免疫应答发生[7]。在T细胞发育的晚期，miRNA-181通过调控人第10号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源的基因(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten，PTEN)的表达调控磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K)信号，影响自然杀伤T细胞(nature kill T cell，NKT)发育及内稳态[8]。另外，miRNA-150在T细胞发育的Notch通路中起着重要的作用，Notch3是miRNA-150的一个靶点，miRNA-150可通过靶向Notch3调控T细胞发育[9]。

阴性选择依赖外周组织抗原(peripheral tissue antigen，PTA)在胸腺的异位表达，未成熟T细胞与这些抗原肽结合后会诱导凋亡而被清除。自身免疫调控因子(autoimmune regulator，Aire)在胸腺中可调控成百上千个PTA基因表达，在诱导中枢免疫耐受中发挥重要作用。最近研究发现，miRNA也参与了这个过程，miRNA 不仅在胸腺中调控PTA表达，而且与Aire存在相互依赖关系[10-11]。敲除小鼠胸腺髓质上皮细胞Aire基因后发现其miRNA表达谱发生变化；miRNA-220b可通过与Aire基因的3′UTR区域结合抑制Aire基因的翻译[11-12]，由此推测Aire基因也可通过调控miRNAs的表达来调控PTA表达，而且可能存在相互依存关系，共同在胸腺髓质上皮细胞中调控PTA的异位表达，介导阴性选择。

这些研究表明，miRNA可通过调控PTA基因的表达在T细胞发育过程中发挥重要作用。

miRNA与T细胞活化

T细胞的活化有赖于TCR识别抗原并结合特异性人肽-主要组织相容性复合体复合物(human peptide-major histocompatibility complex complexes，PMHC)提供第一信号，介导APC和T细胞间相互作用的表面共刺激分子提供第二信号，除此之外，T细胞的充分活化还有赖于多种细胞因子的参与。

在外周，幼稚T细胞在遭遇PTAs后，调控与PTAs受体结合的亲和力，影响提呈抗原信号，导致克隆选择并分化成效应细胞，使T细胞成为失活状态(耐受)或直接表现出效应功能[13]，miRNA逐渐被认为是参与此过程的重要调控因子[14]。miRNA-21通过调控Sprouty1靶点，促进活化T细胞中的细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases，ERK)和c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase，JNK)信号，通过这个正反馈机制调控T细胞免疫应答[15]。miRNA-155通过靶向细胞因子信号1抑制因子(suppressor of cytokine signaling-1，SOCS1)诱导T细胞活化，促进自身免疫炎症疾病的发生[16-17]；相反，miR-146a表达增加可抑制T细胞活化，形成免疫耐受[18]；miRNA-27可靶向TCR信号通路成分和下游效应因子，能很好抑制丝裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinases，MAPKs)通路的活化，从而抑制T细胞活化[19]。

由此可见，miRNA在调控T细胞活化及免疫耐受过程中发挥重要作用。

miRNA与Treg细胞

Treg细胞在维持外周免疫耐受、阻止自身免疫疾病发生过程中发挥重要作用，Treg细胞介导的免疫耐受依赖相关miRNA表达。

小鼠体内的Treg细胞中miRNA缺失将导致致命的自身免疫疾病[20]。miRNA-155、miRNA-126和miRNA-146a是3种在Treg中高表达的miRNA，与Treg的发育和功能密切相关。最近有研究报道，由叉头框蛋白3(forkhead transcription factor，FOXP3)调控的miR-155的表达与Treg细胞的分化、维持及功能有关[21]，miRNA-155通过抑制Janus激酶信号传导及转录激活因子(Janus Kinase-Signal transducers and activators of transcription，JAK-STAT)信号通路，靶向负调控因子SOCS1，影响Treg细胞的发育和调控Treg功能[22]；miRNA-126是通过抑制p85β和调节PI3K/AKT通路来调控CD4+Foxp3+Tregs的抑制功能[23]；miRNA-146a通过靶向STAT1来调控Treg细胞介导的Th1应答[24]。miRNA-17-92是一类多顺反子性的miRNA族包含7种miRNA(miRNA-17-5p、miRNA-17-3p、miRNA-18a、miRNA-19a、miRNA-20a、miRNA-19b和miRNA-92)[25]，其中miRNA-17和miRNA-19b是调控Th1应答及Foxp3+Treg细胞重要调控因子[25-26]。miRNA-10a在Treg中高表达，通过调控转化生长因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)及全反式维甲酸促进诱导Treg的分型[27]。Treg细胞来源的含miRNA的外泌体介导调控抑制致病性Th1细胞，其中miRNA-Let-7d在此抑制作用中有重要贡献[28]。近期，有研究者建立了一种新型的人类Treg细胞，称之为HOZOT细胞[29]，它是一种CD4+CD8+表型的多功能Treg细胞，miRNA-155通过靶向AKT信号的一个负调控因子-FOXP3a，影响HOZOT细胞发育及功能。

以上研究表明，miRNA与Treg有着密切关系，影响Treg细胞和FOXP3+Treg的发育及内稳态，在外周耐受维持中发挥重要作用。

miRNA调控共刺激分子表达

T细胞活化依赖T细胞和APC表面黏附分子作用提供的共刺激信号。共刺激分子包括共刺激分子通路和共抑制分子通路。共刺激分子通路包括来源于CD28/B7或肿瘤坏死因子受体(tumor necrosis factor receptor，TNFR)/TNF共刺激家族的CD80/CD86/CD28、CD40/CD40L、ICOSL/ICOS、CD70/CD27等；共抑制分子通路包括来源于CD28家族或B7家族的CD80/CD86/CTLA- 4，程序性死亡受体-1(programmed cell death-1，PD-1)及其配体(PD-L1，PD-L2)PD-L1/PD-L2/PD-1，B7-H3等。共刺激分子可促进T细胞的增殖和活化，共抑制分子则减弱T细胞应答，诱导耐受。miRNA可通过调控共刺激分子的表达来调控免疫应答的强度。

miRNA-210可抑制CD28的表达，调控T细胞分化，阻止免疫疾病发生[30]。miRNA-126通过调控PI3K/AKT信号通路调控细胞毒性T淋巴细胞抗原(cytotoxic T-lymphocyte antigen- 4，CTLA- 4)与B7结合激发的抑制信号，抑制T细胞活化及增殖，并发挥负调节作用[23]。PD-1缺陷小鼠通过PD-1/STAT5/miR-21/PDCD4信号级联反应调控免疫耐受和免疫活性之间的平衡[31]。

这些研究表明，miRNA参与共刺激通路的调控，在不同阶段发挥正或负调节作用，其中负调节在建立和维持免疫耐受中有着重要作用。然而miRNA与这些共刺激分子在外周免疫耐受中的作用是复杂的，至今还没有明确的机制说明。

讨　　论

miRNA在转录后水平调控基因表达，在各种生命活动中发挥越来越重要的作用。在免疫系统中，miRNA参与了调控免疫系统的发育、分化、凋亡、免疫细胞的效应功能及肿瘤的发生。miRNA不仅在调控T细胞的发育、成熟及活化的过程中发挥重要作用，而且还能通过调控Tregs细胞的功能，DCs的发育和成熟，以及调控共刺激分子的表达来调控免疫耐受，其在调控免疫耐受中的作用正逐渐被认识。自身免疫疾病，包括1型糖尿病、类风湿性关节炎等疾病的发生与外周免疫耐受被打破有关，但确切的病因还不十分清楚。miRNA在调控外周免疫耐受过程中作用的研究将有助于明确自身免疫疾病发生的分子机制，为早期干预和治疗这些疾病提供了新思路和靶标。

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