趙海豐,闞育田,王鑫源,張翼鷟
免疫性血小板減少癥(immune thrombocytopenia,ITP)是一種器官特異性獲得性自身免疫性疾病,其特征為血小板破壞增加或生成減少導致外周血血小板的減少,引起廣泛的皮膚、黏膜及內臟出血[1]。ITP的發病機制迄今尚未闡明,目前認為ITP的發病是一個多步驟的過程,T細胞、B細胞和抗原遞呈細胞(antigen presenting cell,APC)等均發揮重要作用[2]。微小RNA(microRNA,miRNA)為19~22個核苷酸組成的非編碼RNA,其在轉錄后水平調控基因的表達,參與多種疾病的發生和發展[3]。本文就近年來對miRNA在ITP發病機制中作用的研究進展做一綜述。
筆者研究發現,在ITP患者外周血PBMC中miR-409-3p明顯低表達,干擾素-γ(IFN-γ)明顯高表達,并證實IFN-γ是miR-409-3p的靶基因;檢測ITP患者治療前后miR-409-3p的表達量,發現在ITP患者血小板升至安全值后明顯升高;Drosha是一種核糖核酸酶,在miRNA成熟體的形成過程中發揮重大的作用,檢測發現Drosha的mRNA表達水平在ITP患者中明顯低表達,相關性分析發現miR-409-3p的表達與Drosha的表達呈正相關,表明Drosha表達的降低可能是導致miR-409-3p低表達的原因之一,miR-409-3p參與了ITP的發病[4]。同時,筆者也發現miR-130a參與了ITP的發病,在ITP患者外周血PBMC中miR-130a低表達,miR-130a通過調節靶基因轉化生長因子(TGF)-β1和白細胞介素(IL)-18的表達參與ITP的發生,且miR-130a與TGF-β1之間存在相互調節的關系;另外,隨著疾病的緩解,miR-130a和TGF-β1的表達上調,同時IL-18的表達下調,表明miR-130a與疾病狀態相關,提示miR-130a可以作為ITP疾病診斷的生物學標志[5]。
其他課題組同樣發現多種異常表達的miRNAs參與了ITP的發病。如馮媛等[6]發現在ITP患者PBMC中miR-15a的mRNA表達水平顯著下降,且與血小板計數呈正相關,過表達miR-15a后可顯著抑制IFN-γ和IL-2的產生,促進IL-4和IL-10的生成,糾正Th1/Th2細胞的失衡,提示miR-15a可作為ITP潛在的治療靶點。鄧順江等[7]研究表明初診ITP患者PBMC miR-205的表達水平上調,治療完全緩解后miR-205的表達下調,且表達水平與血小板數量呈負相關,表明miR-205可能與ITP的發病有關。韓志君等[8]發現ITP患者miR-146a表達降低,與血小板計數呈正相關,且在糖皮質激素治療過程中,miR-146a表達逐漸增高,同時發現ITP患者miR-146a表達與其外周血細胞因子TNF-α、IL-2和IFN-γ呈負相關,提示其參與慢性ITP的發病機制可能與上述細胞因子有關。Liu等[9]也有類似發現,miR-146a在ITP患者中低表達,且與調節性T細胞(regulatory T cell,Treg)數量和血小板數呈正相關,miR-146a的激動劑可以促進Th17和Treg細胞的分化,體外實驗證實地塞米松能上調miR-146a的表達,表明miR-146a可能是治療ITP的潛在靶點之一。Qian等[10]發現初診ITP患者有14個表達差異的miRNAs,其中12個表達上調,2個表達下調;在慢性ITP患者中有7個miRNAs表達上調,表明miRNA參與ITP的發病,但對于其具體的功能未做進一步的研究。Qian等[11]研究發現miR-155在ITP患者高表達,與靶基因SOCS1 mRNA水平、血小板計數以及血漿IL-4,IL-10和TGF-β1呈負相關,與IL-17A呈正相關;經激素治療后緩解的ITP患者miR-155顯著下調,表明miRNA-155參與ITP的發病。劉璐等[12]通過檢測 miR-181a、miR-146a、miR-326和 miR-142-3p等4種免疫相關的miRNAs在ITP患者PBMCs中的表達,發現ITP患者miR-146a、miR-326和miR-142-3p表達水平與正常對照組相比明顯降低,且miR-146a與血小板計數呈正相關,表明miR-146a、miR-326和miR-142-3p表達異常在ITP的發生和發展中可能發揮了一定的作用。總之,在ITP患者外周血PBMC中多種miRNAs參與了ITP的發病,部分研究者對具體的miRNA做了功能性研究,進一步闡明了miRNA在發病中的具體機制。
Li等[13-14]研究發現ITP患者血漿CXCL13明顯高表達,經地塞米松治療后,CXCL13表達下調,并呈時間和劑量依賴性;在CD4+T細胞中,miR-125-5p前體可以抑制CXCL13的表達,miR-125-5p抑制物能增加CXCL13的表達,間接證明CXCL13是miR-125-5p的靶基因,同時熒光素酶檢測直接證實CXCL13是miR-125-5p的靶基因,表明miR-125-5p參與ITP的發病;進一步研究發現長非編碼RNA MEG3在CD4+T細胞中高表達,其能夠抑制miR-125-5p的表達,且MEG3的低表達和miR-125-5p的過表達均能夠促進FOXP3的表達,抑制RORγt的表達,從而介導Treg/Th17的失衡,導致ITP的發生,提示miR-125-5p在ITP的發病中起到重要的作用。
Treg在ITP發病中起到重要作用[15],有研究者以ITP患者外周血Treg細胞為對象來研究miRNA表達情況。如曾艷等[16]使用流式細胞儀分選ITP患者外周血Treg細胞,采用Solexa深度測序法檢測miRNA表達譜,結果發現ITP患者Treg細胞中存在多個miRNAs表達異常,其中miR-1976、miR-548ae-5p和miR-5096-p3高表達,而miR-548am-5p、PC-3p-63471和PC-3p-96627低表達;對所有差異miRNAs的基因功能及信號途徑進行富集性分析,發現靶基因主要參與14條通路,代謝途徑是靶基因的主要參與通路,而其中可能參與ITP發病機制的信號通路主要是ErbB和TGF-β兩個信號通路。范江砂[17]發現ITP患者Treg細胞內有差異表達的miRNAs共計502個,其中表達上調244個,表達下調258個;miR-155-5p、miR-146b-5p和miR-142-3p表達水平顯著降低,表明ITP患者外周血Treg細胞內miRNA表達譜的差異可能影響了Treg細胞發揮正常的免疫抑制功能,是ITP發病的機制之一。
CD19+B細胞是分泌自身抗體的主要細胞[18],miR-155轉錄來自于21號染色體B細胞整合簇區域,與B淋巴細胞分泌自身抗體有關,并影響B淋巴細胞功能的發揮。郭瑩等[19]通過檢測ITP患者外周血CD19+B細胞中miR-155的表達,分析其與B淋巴細胞數量、免疫功能及與各項臨床指標的相關性,結果發現miR-155在ITP患者外周血的CD19+B中異常高表達,CD19+B細胞中IgG、IgM高表達,含SH2結構的5'肌醇磷酸酶-1(SHIP-1)低表達,相關性分析顯示miR-155與B1細胞(CD19+CD5+B細胞)數量呈正相關,與SHIP-1的表達量及外周血血小板計數呈負相關,miR-155在ITP患者外周血CD19+B細胞中異常高表達,并與B淋巴細胞功能紊亂及胞內抗體產生有關,提示其可能參與ITP的發病。
有關ITP患者循環miRNA的研究較為少見。隋濤等[20]通過基因芯片檢測ITP患者外周血發現,血漿中存在包括15個表達上調的和14個表達下調的miRNAs,實時定量PCR進一步證實,與健康對照組相比,miR-4778-5p和miR-4800-5p顯著高表達,而miR-4707-5p、miR-4721、miR-3620-3p和miR-378i顯著低表達;同時,通過TargetScan和miRanda軟件預測出608個潛在的靶基因,其中參與生物學過程的基因占78.12%,參與分子功能的基因占80.76%,參與細胞組分的基因占87.66%;通路分析顯示157個信號通路與之相關,其中鈣離子信號通路和T細胞受體信號通路關系最為密切。上述研究表明ITP患者血漿miRNA存在差異表達譜,鈣離子信號通路和T細胞受體信號通路可能參與ITP的發病。
ITP是一種自身免疫性出血性疾病,其發病機制復雜。目前認為ITP的發病是一個多步驟,多細胞參與的過程。近年來研究發現,miRNAs在ITP發病中扮演了重要作用。本文從不同臨床標本如PBMC、CD4+T細胞、CD19+B細胞以及血漿等,分別總結了眾多表達差異的miRNAs,同時對部分表達異常的miRNA功能進行了探討,如篩選到靶基因,從表觀遺傳學的全新角度闡明ITP的發病機制,以期為ITP的治療提供潛在的治療靶點。