microRNA-155的研究進展①

徐興偉 嵇 武 (南京大學醫學院臨床學院/南京軍區南京總醫院全軍普通外科研究所，南京210002)

microRNAs是新發現的一類內源性短鏈非編碼RNA分子，成熟的microRNAs規范針對30，50 UTR區，通過與靶基因的特異性相互作用來降解mRNA或者抑制靶基因的翻譯，也可以在特定條件下上調靶基因的翻譯和轉錄水平［1］。自從1993年首個microRNA在動物中發現以來，作為基因表達調節機制中極其重要的成員，人們發現約30%的動物基因可以預測為microRNA的靶基因，被其直接調控［2］，并參與發育調控、器官形成、腫瘤生成、細胞增殖與凋亡等生物學過程。最近一些關于microRNAs家族的實驗表明，多種microRNA參與免疫細胞的產生和分化、天然免疫和獲得性免疫應答反應，在維持免疫系統穩態，制止免疫系統疾病的發生，發揮著重要的作用［3，4］。

microRNA-155(miR-155)屬于microRNAs家族中的一員，是一種多功能的microRNA，它調控造血細胞和免疫細胞的發育分化，在淋巴癌、乳腺癌、結腸癌等多種癌組織或細胞系中高表達。miR-155編碼于被稱為B細胞融合集群的基因，在T、B細胞的分化發育中發揮十分重要的作用［5］，同時對免疫細胞進行監管。目前，miR-155已被證明強有力地影響先天免疫和適應性免疫過程，如炎癥介導，抗原提呈，T細胞分化，細胞因子的產生，調節性T細胞(Treg細胞)作用等［5，6］。本文就最新發現的 miR-155參與免疫細胞調節及一些免疫疾病中miR-155發揮的作用作一系統綜述。

1 microRNA-155與免疫調節

1．1 microRNA-155和天然免疫 作為機體防御病原微生物感染的第一道防線，天然免疫系統在機體受到感染的短時間內，通過啟動識別病原體，產生干擾素和炎癥反應來保護機體。廣泛調控基因表達的miR-155在此過程中發揮重要的作用:如miR-155的誘導受到天然免疫識別分子Toll樣受體(Toll like receptors，TLRs)調控，并通過髓樣分化因子 88(MyD88)或TRIF信號途徑上調 miR-155表達，升高的miR-155則通過特定反饋機制來調節相關細胞因子，包括IL-4、CCL5等，從而保證正常炎癥反應的進行。此外，miR-155可以通過SHIP1、TAB2等調控炎癥反應的強度［7］，發揮負性調節作用，以防止過度炎癥反應導致其他嚴重疾病。通過對單鏈RNA結合蛋白的KH型剪接調控蛋白(KSRP)基因敲除，證明LPS可誘導 miR-155表達，而 miR-155同樣可以負反饋調節LPS誘導的炎癥介質的表達。一些細胞因子可以間接調控miR-155的表達，如IFN-β、IFN-γ等通過TNF-α自分泌和旁分泌信號途徑間接誘導。McCoy等［8］最近發現，TLR4激活后，miR-155早期即可被IL-10發揮抑制作用，IL-10通過STAT3依賴性途徑抑制了miR-155的轉錄過程，并增加SHIP1的表達。另一種目標因子PU．1在miR-155的參與下調控樹突狀細胞的發育。因此，miR-155在天然免疫調節中發揮作用復雜，一旦缺乏可能會發生一系列的天然免疫缺陷。

1．2 microRNA-155和 B細胞 以往實驗表明，miR-155缺陷的小鼠不僅影響天然免疫作用，而且還表現出B細胞免疫的缺陷，這些缺陷的B細胞中很少有生發中心，并且沒有能力產生IgG1的高親和力抗體［9］。miR-155促進B細胞增殖及細胞因子的表達，通過胞苷脫氨酶(AID)和PU．1負性調控B細胞的發育和免疫球蛋白的產生。此外，B細胞發生同種型轉換和產生記憶細胞反應也需要miR-155的參與。

1．3 microRNA-155和 T細胞、Th細胞、Treg細胞

miR-155等位基因突變小鼠對免疫接種反應較低，無毒沙門氏菌免疫后也無法保護小鼠受有毒菌株攻擊，這是因為miR-155可以通過調節細胞因子生成量來實現對T細胞的調節。

以往的研究表明:miR-155對T細胞向Th1型分化影響較小，同時促進Th2型細胞IL-4、IL-5和IL-10的分泌，IL-10可以抑制免疫應答和細胞因子的產生。進一步的研究顯示miR-155通過對關鍵轉錄因子c-Maf的識別來增加Th2型細胞因子的生成。c-Maf是 IL-4強有力的反式激活物蛋白，是miR-155的主要作用位點。Banerjee［10］證明過度表達的miR-155+T細胞促進Th1細胞分化，但缺乏miR-155則朝著Th2細胞分化。

目前的數據還顯示，miR-155缺陷小鼠Th17細胞的數量大大減少。同時缺陷性產生IL-17的分泌，降低了 IL-22 的生成［11］。O'Connell［6］在研究miR-155和自身免疫性腦膜炎(EAE)的關系時發現，缺失miR-155的T細胞不能正常分化為Th17細胞，這可能涉及到某種機制，也可能與樹突狀細胞IL-6、IL-12、IL-23p19等細胞因子合成障礙有關。

Treg細胞可以維持免疫耐受，抑制Th細胞對機體的反應。miR-155的高水平表達保持Treg細胞增殖的潛力［12］。其通過SOCS1來負性調節IL-2的信號通路，從而調控Treg的分化能力。因此對于Treg的發育是必不可少的。

1．4 microRNA-155和樹突狀細胞 樹突狀細胞最近被發現受到多種microRNA的調控，而miR-155對DC的免疫反應有深遠的影響。miR-155可以抑制DC主要分子的表達，如抗原遞呈，T細胞活化，組成T細胞介導的免疫應答抑制性通路［13］。通過miR-155對c-Fos的沉默表達是一個保守的過程，是DC成熟和功能實現的要求［14］。miR-155激活DC的作用有很多，如負性調節IL-1信號通路，通過靶基因TAB2來激活等，TAB2對前述IL-1信號轉導通路有負反饋的作用［15］。miR-155的表達同樣需適量，一旦過量則能誘導DC凋亡。一些細胞因子的高水平分泌，如IL-12p70，是通過miR-155對SOCS1信號通路作用產生的。在miR-155缺陷的，用GM-CSF培養的DC，Th1和Th17分化的關鍵因子 IL-12、IL-6、IL-23p19和IL-23p40顯著降低，同時降低TNF-α的生成［16］，這些DC難以誘導有效的T細胞活化，B細胞不能產生高親和力的抗體，也比野生型細胞更難凋亡。

DC成熟過程中，miR-155表達逐漸增加，而其作用靶點轉錄因子PU．1的表達卻呈相反的變化趨勢，缺失PU．1調節是miR-155缺陷表型的促進因素，這已在采用報告基因技術Hela細胞中得到證實。在單核細胞(MN)向DC演變中，miR-155下調PU．1的表達，下調DC表面的細胞間粘附因子-3，間接導致DC表面標志DC-SIGN表達降低，DC與病原結合及吞噬病原體的能力因此減弱［17］。

2 microRNA-155與免疫疾病

miR-155在彌漫性大B細胞淋巴瘤中高表達，缺乏則會導致 Burkitt淋巴瘤［18］。Sadakari等［19］通過對比胰腺癌和胰腺炎病人的胰液，發現胰液中的miR-155等具有成為診斷胰腺癌的生物標志物的潛力。miR-155通過提高炎癥性T細胞水平來促進自身免疫性炎癥的發展［11］。miR-155還能調節細胞因子信號1抑制體的表達而會影響移植物存活。

目前在許多自身免疫性疾病，包括類風濕性關節炎(RA)，多發性硬化癥(MS)，系統性紅斑狼瘡(SLE)都發現了異常表達 miR-155的蹤影［20］。Blüml等［11］運用小鼠模型證明 miR-155是適應性和先天免疫反應的必須因子，在小鼠自身免疫性關節炎的發病機制中有重要作用，沉默miR-155可以影響炎癥性T細胞的反應并改善實驗性自身免疫性腦脊髓炎［21］。這些發現都可能開啟miR-155的干預治療作用，成為諸多免疫系統疾病的新靶點和新目標。

3 microRNA-155對抗病毒感染

宿主細胞在編碼miRNAs對抗病毒感染的同時，病毒自身的基因組也可以編碼miRNAs攻擊宿主細胞的防御系統。miR-155在病毒感染時被發現上調，并參與宿主的免疫反應。miR-155抗病毒的主要機制并不在于像miR-146a促進Ⅰ型干擾素產生，而是通過作用于SOCS1增強干擾素的生物學效應［22］。最近一項對乙肝的研究表明，機體miR-155的上調可能有助于病毒產生癌變，且過表達miR-155可以通過加強JAK/STAT信號轉導通路來加強抗病毒免疫，并促進人肝癌細胞的間隙HBV的清除［23］。

4 microRNA-155的作用靶點PU．1

轉錄因子PU．1是目前各領域研究的熱點。作為Ets家族的成員之一，PU．1在造血細胞的生存、生長和分化方面起著重要的作用。PU．1主要表達于大多數的造血細胞，可以通過結合和抑制主要的紅系促進因子，阻斷紅系的分化［24］。在髓系和B細胞成熟過程中也是必不可少的，Leddin等［25］通過組建組織特異性模型，發現PU．1通過順式作用元件上的特殊結構，在不同階段差異性的關聯指定轉錄因子來完成這一過程，PU．1與Flt3基因直接結合調控Flt3蛋白表達，隨后影響DC分化印證了這個原理。

PU．1和MafB之間的平衡對于單核細胞分化為巨噬細胞還是樹突細胞起著很重要的作用［26］。PKCδ誘導PU．1磷酸化，促進造血干細胞分化為樹突狀細胞［27］。最新的研究認為，PU．1是樹突狀細胞的主要調控子，雖然大量的轉錄因子參與了特異樹突狀細胞的分化，但已經證實PU．1是所有樹突狀細胞亞群都必需的單個核心轉錄因子［16］。miR-155對PU．1的表達起到抑制作用。miR-155正是通過PU．1調控 DC發育的。在 DC中，PU．1在CD80和CD86的表達也起關鍵作用［28］。

一個單一的轉錄因子表達能決定細胞命運［29］。Foxler［30］通過 siRNA 技術，證明 PU．1 是抑癌基因LIMD1的一個重要的轉錄激活因子。Hikami等［31］對日本大樣本病人調查后發現，PU．1的單核苷酸多態性導致了免疫病系統性紅斑狼瘡的易感性。NF-κB通過miR-155/PU．1途徑向下調節B細胞淋巴瘤的標記CD10的表達［32］。

5 前景和展望

十多年來，miR-155在造血系統，免疫細胞和相關信號通路方面的調節機制已經被初步證明，但在諸多細節上仍有待于進一步探索。隨著miR-155特異性目標蛋白的逐步發現，研究人員對miR-155和其他相關microRNAs與免疫系統之間作用的研究將更加深入和直接。總之，作為在各種各樣的免疫細胞中具有強大廣泛監管潛力的一員，miR-155不僅有著巨大的研究空間，而且對將來的癌癥攻克，新藥制成都能發揮舉足輕重的作用［33］。相信未來的研究將啟迪人們運用miR-155于多功能治療，如腫瘤、炎癥、移植免疫等各領域。

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