微小RNA在系统性红斑狼疮中的作用

赵　静，王　静

(内蒙古医科大学附属医院风湿科，呼和浩特 010059)

系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus，SLE)是累及多器官、多系统损伤的自身免疫性疾病。患者体内出现多种免疫细胞异常，如T、B细胞的异常活化和T细胞各亚型细胞的数量、功能异常均与SLE发病有关。SLE的发病机制不清楚，可能与遗传、环境、药物及自身免疫系统功能紊乱相互作用相关。目前关于SLE的发病机制主要有以下几种观点：(1)Ⅰ型干扰素通路的异常活化；(2)辅助性T细胞17(T helper cell 17，Th17)/调节性T细胞(regulatory T cells，Treg)的功能异常[1- 2]；(3)细胞因子的异常分泌；(4)树突状细胞的持续活化；(5)表观遗传调控中DNA的低甲基化；(6)雌激素对免疫系统的影响。总之，SLE的发病是多种机制共同作用所致[3- 4]。

微小RNA概述及其功能机制

微小RNA(microRNA，miRNA)是细胞内源性非蛋白编码的长为19～25个碱基的单链RNA，通过与靶mRNA特异性结合使mRNA发生降解或抑制其翻译，从而调控基因转录后表达。miRNA最早从秀丽隐杆线虫中被发现，广泛存在于动植物、病毒、细菌等生物中，目前证实与人类有关的miRNA大约有1 900个序列。miRNA生成及其功能机制：miRNA由内源基因转录生成后，经RNA聚合酶Ⅱ、Ⅲ作用形成初级miRNA，在Drosha酶作用下生成长约70～100个碱基对前体miRNA，然后在Dicer酶作用下形成双链miRNA[5]，最后通过解旋酶作用生成成熟的miRNA。成熟的miRNA通过识别靶基因发挥生物学效应[6]。目前多项研究已证实多种miRNA参与免疫细胞的发育分化，可以调节适应性免疫应答和固有免疫应答。miRNA通过调控细胞中一些因子的表达，如转录因子、细胞因子及凋亡基因等，参与调控细胞增殖与分化、细胞凋亡、肿瘤发生等发挥生物学作用[7- 9]，并与人类疾病发生发展相关。

miRNA与SLE

目前的研究已证实，SLE的发生发展与miRNA的表达和功能异常有关。一项研究报道，从365种miRNA中筛选出与SLE有关的miRNA 27种，其中有19种miRNA与SLE疾病活动性相关，包括8种miRNA在T细胞上的表达减少，4种miRNA在B细胞上的表达减少，其中表达明显增加的是miRNA- 21，并与SLE疾病活动性呈正相关[10- 11]。进一步研究发现活动期SLE患者中miRNA- 21可抑制程序性细胞死亡蛋白- 4(programmed cell death 4，PDCD4)的表达，PDCD4可促进激活转录因子核转录因子κB(nuclear transcription factor kappa B，NF-κB)，增加白细胞介素(interleukin，IL)- 10，IL- 4和γ-干扰素(interferon-γ，IFN-γ)等细胞因子表达，并在T细胞分化中发挥重要作用。上调的miRNA- 21可通过抑制PDCD4表达和功能，而参与SLE的T细胞反应[12- 13]。miRNA- 155可促进Th17分泌IL- 17，抑制转化生长因子(transforming growth factor，TGF)-β1、Treg及IL- 10的分泌。TGF-β/Smad信号通路是Treg细胞发挥作用的通路，miRNA- 155通过使Janus激酶(Janus kinase，JAK)-信号转导子和转录激活子(signal transducer and activator of transcription，STAT)和TGF-β/Smad信号通路失调而导致Treg/Th17失衡。同时激活IL- 6/STAT3和TGF-β/Smad5通路，促进Th17细胞的分化，抑制Treg细胞的功能[14]，miRNA- 155广泛参与多种自身免疫性疾病的发生和发展，参与调控T、B细胞、树突状细胞等多种免疫细胞的发育分化。以上研究表明，miRNA可能成为SLE潜在的生物标记物。

在SLE发病机制中miRNA与雌激素相互作用。雌激素在SLE发病中发挥重要作用，SLE发病率女性明显高于男性。有研究表明，雌激素可选择性上调SLE患者中一些miRNA的表达，如miRNA- 223和miRNA- 486，下调miRNA- 145和miRNA- 146a的表达，miRNA- 182a在CD4 T细胞中表达也上调，并与疾病的严重程度呈正相关。动物实验表明，雌激素可降低小鼠脾细胞中miRNA- 146a的表达并影响其功能，也可抑制脂多糖诱导产生诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase，iNOS)和IFN-γ[15]。另一项小鼠实验提示，雌激素可通过调节小鼠中miRNA- 183、miRNA- 127及miRNA- 182的表达而影响SLE的发病[16]。综上所述，雌激素可通过调节miRNA的表达参与SLE的发病。

Ⅰ型IFN通路的异常活化在SLE的发病机制中发挥重要作用。SLE患者存在IFN通路基因表达失调。SLE患者外周血中有高水平的IFN。降低IFN浓度可降低免疫活性，过表达IFN则可激活超免疫，引起自身免疫性疾病。Ⅰ型干扰素通路负反馈调节缺陷可能会引起SLE患者细胞内IFN通路异常激活。一项研究miRNA 在SLE疾病中作用的结果提示，SLE患者尿中有高表达的miRNA- 146a和miRNA- 155[17]。另有研究利用芯片筛选了SLE患者中156种miRNA，发现6种miRNA表达明显减低，主要包括miRNA- 146a、miRNA- 134、miRNA- 130b、miRNA- 99a、miRNA- 95及miRNA- 33。其中miRNA- 146a在SLE患者中表达水平明显低于正常对照组，并与SLE的活动程度[系统性红斑狼疮病活动指数(systemic lupus erythematosus disease activity index，SLEDAI)评分]密切相关，miRNA- 146a通过调节肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF)受体相关因子6(TNF receptor associated factor 6，TRAF6)和IL- 1受体相关激酶1(interleukin 1 receptor associated kinase，IRAK1)水平在免疫应答中发挥负调控作用，SLE患者中miRNA- 146a降低会减弱对靶基因TRAF6/IRAK1的负调控作用，从而异常激活IFN通路[18- 19]。因此，miRNA- 146a既能调节Ⅰ型IFN的产生又能调节其下游通路，miRNA- 146a的表达水平与疾病的活动性及IFN通路的激活呈负相关。

DNA甲基化是常见的表观遗传调控修饰形式，参与SLE的发生和发展过程。DNA甲基化是在DNA甲基转移酶(Dnmts)作用下，在DNA复制后期，以S-腺苷-甲硫氨酸作为甲基供体完成的[20]。在真核生物中，Dnmts主要包括三种类型：Dnmts1、Dnmts3a和Dnmts3b，其中Dnmts1维持甲基化模式。DNA甲基化与某些基因沉默相关，影响基因的表达，DNA甲基化可降低一些基因的活性。有研究报道，miRNA- 148a和miRNA- 21均可抑制Dnmts1，使细胞甲基化水平降低，从而引起自身免疫性疾病，miRNA- 21是通过靶向作用于Ras鸟苷释放蛋白1(Ras guanyl nucleotide releasing proteins 1，RASGRP1)间接抑制Dnmts1表达，而miRNA- 148a是直接抑制Dnmts1的活性，miRNA- 21过表达与SLE疾病活动性相关[21]。Dnmts在SLE疾病中发挥作用，SLE患者T细胞甲基化水平低[22]。Zhao等[23]研究发现，SLE患者的T细胞过表达miRNA- 126，并与Dnmts1水平呈负相关，miRNA- 126可通过结合3′-非翻译区(untranslated regions，UTR)端直接降低Dnmts1的活性，加速细胞内低甲基化，诱导自身免疫相关的甲基化相关基因去甲基化，降低对自身免疫的抑制作用，从而介导自身免疫性疾病的发生。Qin等[24]报道miRNA- 29b在SLE患者T细胞中表达增高，并可引起转录因子特异性蛋白1(specificity protein 1，sp1)和Dnmts1表达减少，导致细胞内低甲基化。进一步研究证实，miRNA- 29b靶向作用于sp1负性调控Dnmts1的表达。

树突状细胞的持续活化使SLE患者打破自身免疫耐受。miRNA- 155通过调节Th17/Treg等炎性细胞的分化和增殖而参与自身免疫反应[25]。另有研究报道，miRNA- 155可能与浆细胞样树突状细胞活化有关，在初始阶段，miRNA- 155*和miRNA- 155由Toll样受体7(Toll like receptor 7，TLR7)-c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase，JNK)信号途径所诱导[18]。在晚期阶段，在Ⅰ型干扰素和活化的KH型剪接调节蛋白(KH-type splicing regulatory protein，KHSRP)的影响下，miRNA- 155表达增加，而miRNA- 155*表达减少。miRNA- 155 通过靶向抑制TAB2，减少IFN产生，从而减弱浆细胞样树突状细胞的过度活化。miRNA- 155*和miRNA- 155在浆细胞样树突状细胞活化及调节免疫稳态中发挥重要的作用。miRNA- 155、miRNA- 142- 3p在维持Treg细胞生长发育及免疫反应中发挥重要作用[26- 28]。

miRNA- 125a参与SLE中细胞因子的异常分泌，miRNA- 125a的靶基因是肠道内富含的Kruppel样因子13(intestinal kruppel like factor 13，KLF13)，KLF13是一个转录因子，miRNA- 125a可能通过影响KLF13负调控患者体内调解活化正常T细胞表达和分泌的趋化因子(regulated upon activation normal T-cell expressed and secreted，RANTES)的表达水平，RANTES是炎性细胞因子，在组织损伤时可以使免疫细胞从血管中迁移到损伤部位，在T细胞活化后表达，可引起肾脏损伤。活动性SLE中miRNA- 125a表达减少，KLF13和RANTES表达增加[29]。SLE患者也有IL- 2、IL- 6、IL- 10等细胞因子的异常分泌，并参与SLE疾病的发生和发展。IL- 2信号通路在SLE发病中发挥作用，SLE患者中T细胞miRNA- 31表达减少，与IL- 2呈正相关，miRNA- 31可以调节SLE患者体内IL- 2的水平。研究报道，过表达miRNA- 155可能减少SLE患者蛋白磷酸酶2A催化亚基(catalytic subunit of protein phosphatase- 2A，PP2Ac)对IL- 2的抑制作用[30]。Rasmussen等[26]研究表明，SLE患者外周血中miRNA- 155表达明显增加，miRNA- 155可抑制细胞因子信号转导抑制因子- 1(suppressor of cytokine signaling1，SOCS1)基因的表达，使IL- 21表达升高。IL- 21可调节体内产生自身抗体和免疫应答，从而在SLE疾病中发挥作用。SLE患者中miRNA- 142- 3p/5p表达减少，miRNA- 142- 3p/5p可负性调节CD84和淋巴细胞激活相关蛋白，增加的CD84和淋巴细胞激活相关蛋白可激活T细胞，产生细胞因子发挥致病作用。Tang等[31]研究发现，治疗SLE的药物霉酚酸酯中的活性代谢物霉酚酸可上调SLE患者T细胞miRNA- 142- 3p/5p的表达水平，调节机制可能与组蛋白的修饰相关。

小　　结

miRNA是基因表达调控网络中的关键因素，miRNA在细胞增殖与分化、维持免疫稳态等过程中发挥关键调控作用，并参与调节多条信号传导通路。很多研究报道在肿瘤、自身免疫性疾病中存在miRNA表达异常，并参与疾病的进程。SLE是一种复杂的多基因免疫性疾病，研究其发病机制对疾病的诊断和治疗有重要的意义。综上所述，大量证据证实miRNA通过对Th17/Treg细胞、DNA甲基化、IFN-γ通路、雌激素等的调控，在SLE疾病中发挥作用。深入研究miRNA，将会为SLE的临床诊断及靶向治疗提供新的依据。

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