micro-RNA對樹突狀細胞生物學功能的影響①

張淑雯 馮同保 張曉航 戚春建

(南京醫科大學附屬常州市第二人民醫院中心實驗室腫瘤研究所,常州213000)

·專題綜述·

micro-RNA對樹突狀細胞生物學功能的影響①

張淑雯 馮同保 張曉航 戚春建

(南京醫科大學附屬常州市第二人民醫院中心實驗室腫瘤研究所,常州213000)

微小RNA(microRNA,miRNA)是一種小型、非編碼RNA分子，通過作用于目的基因調控相應功能蛋白的表達從而參與各種生理反應。近年來眾多文獻報道了特異性miRNA在免疫學方面的作用，而樹突狀細胞(Dendritic cell，DC)作為重要的抗原提呈細胞(Antigen presenting cell，APC)，連接著固有免疫應答和適應性免疫應答，在免疫系統中具有重要的作用。本文總結了近年來miRNA和DC的研究進展，綜述了miRNA對樹突狀細胞生物學功能的影響，包括其成熟過程、細胞因子釋放、抗原提呈能力等，為抗腫瘤免疫治療提供新的方向。

microRNA(miRNA)是一種小型的，大約22個核苷酸長度的非編碼RNA[1]，它可以直接與mRNA的3′-非編碼區相互作用抑制蛋白質的合成和蛋白質翻譯或者加速mRNA的降解，從而對多種生物過程進行調節[2]。miRNA在RNA聚合酶Ⅱ的作用下首先轉錄成含有一個或者多個發夾結構的初級-miRNA。初級-miRNA隨后在胞核中的核糖核酸酶和DGCR8的作用下加工成為含有大約60 nt莖環結構的前體-miRNA，前體-miRNA隨后在轉運蛋白-5的作用下轉運到細胞質中，并在Dicer RNaseⅢ酶的作用下進一步加工成長19～24 nt的成熟雙鏈miRNA。最后，雙鏈miRNA被打開，形成單鏈成熟miRNA，成熟miRNA形成沉默復合體，并有輸出蛋白8轉運至目的基因mRNA，與其靶向特定的mRNA的3′-非編碼區域相互作用，從而抑制蛋白的翻譯[3]。單個miRNA能夠抑制多個mRNA。事實上，一個miRNA能夠作用于超過100個基因，同時，多個miRNA也能夠靶向同一個mRNA[4]。同理，單個的miRNA能夠調節多種蛋白的表達，而一種蛋白的表達也能由多種miRNA來調節。miRNA的這種協同效應在調節生物過程中扮演著一個重要的角色[5]。

miRNA在調節T細胞和B細胞免疫應答，免疫平衡和調節獲得性免疫應答中所發揮的關鍵作用已經被報道。另外，miRNA能夠通過誘導細胞凋亡，影響細胞穩態，改變樹突狀細胞產生的細胞因子，從而“微調”免疫應答[6-8]。在樹突狀細胞中，不同的細胞亞型之間miRNA的表達模式也是各有特色，即使是同種類型的DCs，在細胞活化的不同階段，miRNA的表達也是有差異的[6]。

樹突狀細胞(DC)是重要的抗原提呈細胞，能夠促進機體對于細菌、病毒等病原體的免疫應答作用，以及維持機體的自我免疫耐受[1,9,10]。這些細胞通過將抗原提呈給T細胞，提供抗原特異性T細胞活化所必需的共刺激分子和細胞因子來連接先天性免疫系統和獲得性免疫系統[4,11]。

1 miRNA調節DC的成熟

人和鼠的DC在TLR活化(如dsRNA)，細胞因子(如IL-1b、TNF-α、IFN-γ )，脂類物質(如氧化低密度脂蛋白、低密度脂蛋白)作用下誘導成熟后，miR-155的表達顯著增加[12]，miR-155的表達對于人和鼠DC的成熟和功能發揮著截然不同的作用。miR155在人體外周血單核細胞來源DC(monocyte-derived DC， moDC)的成熟過程中起到了負面作用[13]，但是在鼠moDC成熟過程中miR-155起著積極作用[14]。而在骨髓間充質細胞(Bone marrow mesenchymal stem cell,BMSC)和DC共培養體系中，Wu等[10]發現過量表達miR-23b能顯著抑制DC的成熟，其機制是過量表達的miR-23b抑制了p50/p56的表達，從而阻斷了NK-κB信號通路的激活。另有研究發現，骨肉瘤患者的DC高表達miR-133a，而低表達RBP-J。實驗發現通過下調由miR-133a介導的RBP-J，會抑制骨肉瘤患者的DC的成熟及其功能。因此，由miR-133a介導的RBP-J可能會促進DC的成熟和活化，從而抑制腫瘤的惡化，成為一種新型抗癌手段[15]。

miRNA能調節DC的成熟，同時成熟的DC也能調節miRNA的表達。例如miR-142表達于不成熟骨髓源性DC(bone marrow-derived DC,BMDC)，而在抗原刺激DC成熟的同時，miR-142的表達顯著下降。有研究報道，下調的miR-142并不影響DC表面活化標志物 CD40、CD80和CD86等的表達。然而,與正常DC相比，從miR-142不足的小鼠體內分離出來的DC卻不能誘導CD4+T細胞產生免疫應答。這是由于miR-142直接靶向作用于IL-6 mRNA，而IL-6的產生又是伴隨著抗原刺激[16]。

2 miRNA抑制DC的分化

miRNA不僅能調節DC的成熟，在DC的分化中也起著重要作用。Zhou等[17]在研究中發現DC能夠維持腸道穩態，而協調腸道DC分化和功能的關鍵分子是miR-233，CD103+DC在miR-233缺乏時表現強烈的促炎作用。此外，miR-233不足時單核細胞更傾向于分化成moDC，產生更多的促炎細胞因子，因此miR-233不足會導致更嚴重的腸炎。

3 miRNA調控DC的細胞因子和表面標志物

NOD2是一種與免疫防御和炎癥有關的胞內傳感器。人體在應對NOD2信號時，DC表達的miR-29顯著增加，并調節多種免疫介質的表達。miR-29可以直接靶向作用于IL-12p40和間接作用于IL-23p19，通過減少ATF2從而下調IL-23的表達。相關實驗證明，失去miR-29介導的免疫調節，DC細胞會產生過量的IL-23，從而加重炎癥性疾病的進程[18]。系統性紅斑狼瘡是一種復雜的多器官損害的自身免疫性疾病，近年來有研究報道DC功能的改變參與了該疾病的發病機制。Wang等[2]研究發現，miR-142-3p能夠部分地調節系統性紅斑狼瘡患者體內moDC的促炎功能。過表達miR-142-3p的moDC能增加細胞因子和趨化因子的產生，吸引更多的CD4+T細胞，并抑制Tregs的比例。因此，miR-142-3p可能是系統性紅斑狼瘡發病機制的一個重要因素，成為一個新型的治療靶標。而Yan等[19]在對系統性紅斑狼瘡NZB/W F1小鼠的研究中發現，上調有癥狀鼠的漿細胞樣DC(plasmacytoid DC，pDC)中miR-155含量能夠刺激TLR7，而在無癥狀鼠的PDC中轉染了miR-155類似物，其表面分子CD40的表達大大增加，這也與有癥狀鼠的pDC高表達CD40一致。因此miR-155也能參與調節系統性紅斑狼瘡pDC功能性異常。過度活化的經典DC(classical DC，cDC)能夠促進系統性紅斑狼瘡的進展，cDC表達的TREM-1是一個潛在的炎癥反應促進因素，能夠放大TLR4的功能而加強炎癥反應。Gao等[20]實驗證明，在系統性紅斑狼瘡患者，TREM-1信號通路可能作為一個治療性靶標，能阻止炎癥性DC的功能，而miR-150能夠抑制TREM-1的表達，在此過程中擔任著重要的調節器作用。Lin等[21]在其研究中發現miRNA能影響DC提呈抗原的能力和AIV感染宿主和復制的能力，miR-29c能夠上調DC表面標志物MHC-Ⅱ、CD40的表達，促進IL-6、TNF-α等細胞因子的分泌，靶向抑制 Tarbp1和Rfx7 ，從多個方面調節DC的功能。

4 miRNA調控DC的抗原提呈能力

除了調節細胞因子的產生和共刺激分子水平，miRNA能夠影響DC的抗原提呈能力。朗格漢斯細胞(Langerhans cell，LC)是來源于單核細胞的樹突狀細胞中的一種，并且高表達miR-146a。有研究報道，LC通過高表達miR-146a，阻斷TLR2依賴的 NF-κB信號，使機體對于細菌感染的敏感性降低[22]。 miR-150 缺陷的小鼠表皮LC對于可溶性抗原的交叉呈遞能力下降，然而該小鼠LC的抗原吞噬能力卻并不受影響，表明miR-150可能只影響抗原提呈能力。另外，敲除miR-223能夠增加LC的交叉提呈能力，然而，這兩種miRNA是如何相互作用的機制尚未闡明[23,24]。此外 miRNA在 FcR介導的細胞吞噬中起著至關重要的作用，并且與固有免疫有著很大的聯系。miR-24、miR-30b和miR-142-3p能夠靶向作用于Fc受體從而調節初始巨噬細胞和DC對于抗體依賴型抗原的攝取[25]。抗原提呈細胞(APC)對抗原的攝取、加工、提呈是一系列緊密耦合的過程，并由此激活固有性免疫和特異性免疫應答。而miRNA在這一系列信號通路中擔任著重要的調節作用。NaqviAR研究發現，過表達miR-24、miR-30b和miR-142-3p會弱化人初始巨噬細胞和DC對OVA抗原的攝取、加工能力。而轉染了miR-24、miR-30b和miR-142-3p的DC則在抗原呈遞方面出現缺陷，并誘導產生PD-L1抑制T細胞的活化與增殖，降低Th-1分化相關細胞因子的分泌[25,26]。

5 miRNA調控DC激發T細胞的能力

Gupta等[7]研究發現在 C57BL/6小鼠中，骨髓來源的樹突狀細胞 (Bone marrow-derived dendritic cell，BMDC)中miR-155和脾臟中抗原特異性CD4+T細胞中miR-182的表達顯著上升。通過相關實驗發現miR-155對于衣原體感染BMDC的活化起到了促進作用。miR-155過表達的BMDC和miR-182過表達的抗原特異性CD4+T細胞共培養后，以及 miR-155KOBMDC 和 miR-182抑制劑處理過的抗原特異性CD4+T細胞共培養后，分別與從衣原體感染后分離出的抗原特異性CD4+T細胞相比，發現IFN-γ的表達量有明顯的差異。Gupta等[17]還通過小鼠鼻飼疫苗和相關體內實驗證實，miR-155、miR-182與IFN-γ的產生及抗原特異性免疫有著緊密聯系。這也是關于miR-155 (在衣原體感染的DC)和miR-182 (在CD4+T細胞中)在抗原特異性免疫應答中相互作用的首次研究報道。

6 腫瘤源性的miRNA對DC功能的影響

新的研究證據表明，一些特殊的miRNA能夠影響DC細胞的抗原交叉提呈作用，如腫瘤源性的miRNA(omco-miRs)，此類miRNA能通過腫瘤細胞分泌的外泌體，傳遞并進入DC，影響DC的功能[27]。miR-203被認為是胰腺癌細胞外泌體的一種成分，在胰腺外泌體刺激的DC中，miR-203和TLR4呈反比關系。該miRNA通過靶向TLR4介導調節DC的功能，并減少相關細胞因子TNF-α、IL-12的產生。而TNF-α能強有力地促進DC成熟，并加強DC的抗原交叉提呈能力，IL-12在成熟DC中顯著上調，并在啟動CD8+T細胞時起著關鍵性作用[28]。腫瘤還能通過影響內源性miRNA的表達來調節DC細胞的抗原提呈能力。Mycko等[29]的實驗發現活體小鼠中miRNA-301a的表達受肺癌細胞的影響，miRNA-301a過表達能抑制DC分泌IL-12，減少抗原特異性細胞毒性T細胞產生IFN-γ。因此肺癌細胞能誘導產生免疫抑制性miRNA-301a，抑制DC的抗腫瘤免疫效應，促成免疫逃逸。miR-301a還能通過靶向作用于負調節器PIAS3，放大STAT3活性，而STAT3信號通路能指導腫瘤細胞的免疫抑制級聯反應，抑制DC成熟，顯著降低IL-12的產生[29,30]。

很明顯，miRNA通過對DC各方面的調節，積極參與機體的免疫應答，在調節固有性免疫和獲得性免疫過程中都有重要的作用。miRNA家族龐大，而目前對這方面的研究還很少，很多機制未能明確闡述，相信通過對miRNA的研究，積極探索其與DC，與人體免疫系統之間的關系，可以找到一種新的治療手段。

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[收稿2017-03-01 修回2017-04-17]

(編輯 倪 鵬)

10.3969/j.issn.1000-484X.2017.09.028

①本文為國家自然科學基金項目(81672799)和國家自然科學青年基金項目(31601156)。

張淑雯(1990年-)，女，在讀碩士，主要從事腫瘤免疫學基礎和臨床方面研究，E-mail：zsw20151858@163.com。

及指導教師：戚春建(1978年-)，男，博士，研究員，博士生導師，主要從事腫瘤免疫學方面的研究，E-mail：qichunjian@njmu.edu.cn。

R392.12

A

1000-484X(2017)09-1408-04