類風濕關節炎中NF-κB信號通路相關微小RNA的研究進展

王晶，袁玉華

類風濕關節炎（rheumatoid arthritis，RA）是以慢性滑膜炎、進行性骨質破壞、關節功能喪失為特征的自身免疫病。因其高致殘率、臟器受累而嚴重威脅人類健康，影響約1%～3%的世界人口［1］。微小RNA（microRNA，miRNA）是一類高度保守的、非編碼的、通過引起靶mRNA降解、翻譯抑制、脫腺苷酸化實現轉錄后調控的小分子RNA，在自身免疫、自身炎癥疾病中起著重要調節作用［2-3］。區別于其他免疫調節因素有或無的特點，miRNA 主要在數量、程度上影響靶基因水平，只需要幾個堿基互補便可在免疫應答各水平執行較柔和、精細的調節。約90%的蛋白編碼基因受miRNA 的調控［2］，miRNAs 在RA 的發生、發展中也起了重要的調節作用。例如，miR-155通過靶定細胞因子信號1（cytokine signaling 1，SOCS1）調節干擾素γ（interferon-γ，IFN-γ）、白細胞介素（interleukin，IL）-4、IL-12 等細胞因子參與RA炎癥反應［4］；RA 患者外周血、滑膜組織、滑液中miR-146a水平升高，也參與了RA的促炎過程；而且外周血miR-146a的水平與紅細胞沉降率呈正相關，與RA 活動度有關［5-6］。越來越多的研究發現，核因子κB（nuclear factor-kappa B，NF-κB）信號通路在RA 的發生、發展中也起了重要作用。本文就RA 中近年來研究發現的與NF-κB 信號途徑相關的miRNA及其作用機制作一綜述。

1 NF-κB信號通路簡介

NF-κB是一種能與免疫球蛋白kappa輕鏈基因的增強子B 序列特異性結合、促進κ 輕鏈基因表達的轉錄因子［7］，包括Rel（cRel）、p65（RelA，NF-κB3）、RelB、p50（NF-κB1）和p52（NF-κB2）5個亞單位，以兩兩結合形成同源或異源二聚體的形式發揮作用。通常情況下，NF-κB與其抑制蛋白IκB（包括IκBα、IκBβ 和IκBε）結合，并不表現出轉錄活性。IκB 激酶復合體（IκB kinase，IKK）是調控NF-κB 信號通路的核心環節，由IKKα、IKKβ 和IKKγ 組成。NF-κB主要是通過兩條途徑激活。在經典激活路徑中，上游信號引起IKK蛋白激酶復合體的激活，促進IκB 的磷酸化，導致IκB 被蛋白酶體降解，NF-κB 失去IκB 的抑制作用而進入細胞核，參與相關基因轉錄。此途徑通常由微生物、病毒感染、促炎細胞因子等細胞外信號刺激后發生。在替代（非經典）激活路徑中，前體p100 在NF-κB 誘導激酶和IκBα 的作用下被降解為具有活性的p52，且與RelB 組成異源二聚體而進入細胞核，調控基因的轉錄。目前大量研究表明經典和/或非經典NF-κB信號通路在RA中起著重要作用［8-10］。

2 RA中NF-κB信號通路相關的miRNA及其作用機制

作為一個功能廣泛的轉錄因子，NF-κB 成為大量miRNA 的靶定目標。NF-κB 的表達和活動可以直接或間接地被各種miRNA上調或下調，且可以調控多種miRNA的表達，因此異常的NF-κB活性常與異常的miRNA水平相關。

2.1 miR-146 miR-146是天然和獲得性免疫分化及細胞生物學功能的重要調節因子，在多種疾病和癌癥中發揮重要作用。Liu 等［11］發現，在加入miR-146a 模擬物或Toll 樣受體4（Toll-like receptor 4，TLR4）/NF-κB 途徑抑制劑后，類風濕關節炎成纖維細胞樣滑膜細胞（fibroblast-like synoviocytes，FLSs）的細胞增殖降低、凋亡增加，加入miR-146a 抑制劑則相反；加入miR-146a 模擬物或TLR4/NF-κB 途徑抑制劑后，TLR4、NF-κB、IL-1β、IL-6、IL-8、IL-17、環氧合酶-2（cyclooxygenase-2，COX-2）、基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）-3、誘導型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）、一氧化氮（nitric oxide，NO）的表達水平降低，加入miR-146a 抑制劑或TLR4 后，上述因子表達水平升高；同時在鼠RA 模型FLSs 中，加入miR-146a 模擬物后，發現TLR4和NF-κB水平降低，關節炎評分低于對照組，證實了miR-146a 通過抑制TLR4/NF-κB通路，抑制了RA FLSs的增殖和炎癥反應［11］。

2.2 miR-125b Zhang等［12］的一項研究提示，在RA患者血漿、滑膜組織以及脂多糖刺激后的FLSs 中miR-125b 水平明顯升高，miR-125b 過表達明顯增加腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor α，TNF-α）、IL-6、IL-1β、磷酸化p65（p-p65）的表達水平，明顯降低NF-κB抑制蛋白IκB-α水平；miR-125b下調則結果相反；同時，該研究發現miR-125b水平與TNF-α、IL-6、IL-1β水平呈強正相關；NF-κB抑制劑顯著降低抗炎細胞因子水平，共轉染pcDNA-IκB-α后抗炎細胞因子水平進一步降低，證實了miR-125b升高通過激活NF-κB途徑促進RA的炎癥發生。

2.3 miR-21 miR-21 在RA 患者中高表達。Chen等［13］研究顯示，與對照組相比，鼠RA 模型FLSs 中miR-21 和NF-κB 水平增加，且miR-21 水平下調導致NF-κB水平和細胞增殖率顯著下降；在正常的成纖維細胞樣滑膜細胞中，miR-21過表達導致NF-κB水平和細胞增殖率顯著增加，miR-21過度表達的影響可被BAY 11-7082（NF-κB 核轉位抑制劑）逆轉，闡明了在鼠RA 模型中，上調的miR-21 通過促進NF-κB 核位移影響NF-κB 途徑，從而促進細胞增殖。

2.4 miR-18a miR-17-92 簇編碼6 種不同的miRNAs，即miR-17、-18a、-19a、-19b、-20a和-92a，是包括自身免疫系統疾病等多種疾病發病機制的關鍵調節者。Trenkmann等［14］研究發現，以miR-17-92的前體分子或pre-miR-18a轉染RA FLSs后，基質降解酶、促炎細胞因子和趨化因子的表達水平顯著提高；TNF-α能以NF-κB依賴的方式誘導miR-17-92初級轉錄本（C13orf25）以及miR-18a、-19a、-20a和-92a等成熟體表達，在8 h和16 h明顯升高，這種誘導依賴于C13orf25 啟動子中的一個NF-κB 結合位點。NF-κB 途徑抑制劑——TNF-α 誘導蛋白3（TNF-α-induced protein 3，TNFAIP3）是miR-18a 的靶基因。在RA FLSs 中，miR-17-92 簇是由TNF-α通過NF-κB 途徑誘導及抑制TNFAIP3，構成了NF-κB 信號的正反饋回路，因此，miR-17-92 簇衍生的miR-18a通過增加炎癥細胞因子和基質降解酶的生成，加重了RA炎癥反應和關節損傷。

2.5 miR-138 Zhang 等［15］研究表明，長鏈非編碼RNA HOTAIR 與miR-138 的表達呈負相關，而在脂多糖誘導的軟骨細胞中miR-138 的表達顯著增加。HOTAIR過度表達對增殖和炎癥的影響可被過表達的miR-138 部分逆轉。此外，HOTAIR 過表達通過抑制p65 對細胞核的作用，顯著抑制脂多糖對軟骨細胞中NF-κB 的激活，導致IL-1β 和TNF-α 下調。證實了HOTAIR通過增加細胞增殖率和抑制炎癥在RA 中起保護作用，可能與miR-138 表達和NF-κB信號通路的調節有關。

2.6 miR-10a RA 的主要病因是炎癥細胞因子的過度表達和NF-κB 激活介導的持續組織損傷。Mu等［16］研究表明，與骨關節炎相比，RA 中miR-10a 下調，這種下調可以由TNF-α 和IL-1β 以一種NF-κB依賴的方式通過促進轉錄因子YY1（YingYang1）的表達觸發，miR-10a 表達下調能夠加速IκB 降解，并通過靶定白細胞介素- 1 受體相關激酶4（interleukin-1 receptor-associated kinase 4，IRAK4）、TGF-β 激活激酶1（TGF-beta-activated kinase 1，TAK1）、β 轉導重復蛋白1（β-transducing repeatcontaining protein 1，BTRC）使NF-κB 激活；且miR-10a 介導NF-κB 激活，顯著促進了包括TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8、單核細胞趨化蛋白1（monocyte chemoattractant protein 1，MCP-1）、MMP-1、MMP-13等炎癥細胞因子的產生，加入miR-10a 抑制劑可加速成纖維細胞樣滑膜細胞的擴散和遷移。該研究表明，存在一種新型的NF-κB/YY1/miR-10a/NF-κB調控通路，促進NF-κB介導的炎癥細胞因子的過度分泌以及RA FLSs 的增殖和遷移，提示miR-10a 可以作為控制這一調節通路的開關，可望成為RA 診斷、治療的靶點。

2.7 miR-410-3p 在RA FLSs 中，miR-410-3p 通過調節NF-κB 信號通路抑制細胞因子釋放。Wang等［17］研究發現，miR-410-3p 在滑膜組織、FLSs 中的表達水平降低，過表達miR-410-3p可顯著地降低人FLSs中TNF-α、IL-1β、IL-6、MMP-9的分泌；而抑制miR-410-3p 則提高了這些細胞因子的表達水平。此外，降低miR-410-3p 表達可激活NF-κB 信號通路，過表達miR-410-3p 則抑制NF-κB 信號通路的激活，且抑制NF-κB信號通路能逆轉抑制miR-410-3p表達引起的TNF-α、IL-1β、IL-6、MMP-9升高，從而證實了miR-410-3p 通過調節NF-κB 信號通路，在RA的發病機制中起炎癥抑制劑的作用。

2.8 miR-548 目前研究表明，外泌體里包裹的miRNA 也在RA 中扮演著關鍵的角色。Wang 等［18］研究發現，外泌體包裹的miR-548a-3p在RA患者血漿外泌體和外周血單核細胞中顯著減少，RA患者血漿外泌體中miR-548a-3p 與C 反應蛋白（C reactive protein，CRP）、類風濕因子（rheumatoid factor，RF）、紅細胞沉降率（erythrocyte sedimentation rate，ESR）水平呈負相關，miR-548a-3p通過調節TLR4/NF-κB信號通路，可以抑制單核巨噬細胞pTHP-1 細胞增殖和激活，外泌體中miR-548a-3p可預測RA疾病活動度，miR-548a-3p/TLR4/NF-κB軸可成為RA診斷和治療的靶點。還有研究表明，間充質干細胞移植可以通過減弱miR-548e 對IκB（NF-κB 抑制蛋白）的抑制作用而部分減輕RA 癥狀。Yan 等［19］研究發現，在膠原誘導的RA 小鼠中，間充質干細胞移植通過激活TGF-β 受體信號，降低NF-κB 信號的活性，從而降低關節組織中miR-548e的水平；生物信息學分析表明，miR-548e 通過與IκB 的3′非翻譯區結合，抑制IκB 的蛋白質翻譯；間充質干細胞與攜帶miR-548e的腺病毒聯合移植，解除了間充質干細胞對膠原誘導的RA 小鼠的治療作用；此外，在膠原誘導的RA 小鼠模型中，攜帶miR-548e 反義序列的腺病毒移植具有間充質干細胞移植的部分治療作用。

2.9 miR-223、miR-16 和miR-15a 巨噬細胞是參與調節炎癥反應的一種主要細胞，其功能失調也會導致自身免疫病、癌癥等疾病的發生。Li 等［20］研究發現，在單核細胞向巨噬細胞分化的過程中，IKKα表達逐漸增高，IKKα 的表達增高由miR-223、miR-16 和miR-15a 表達降低引起，IKKα 正是這3 個miRNA 的直接作用靶點；IKKα 表達增高，將促進p52的生成（過量p100被加工成p52），因p52之間形成的同源二聚體不具有轉錄活性，因此p52 的增高并沒有引起非經典型NF-κB通路的活化；但當細胞接受LPS刺激時，RelB表達增多，p52與RelB形成有活性的轉錄因子，促進了NF-κB 非經典途徑的活化，啟動了相關基因（比如炎癥介質）的轉錄。

3 總結與展望

RA 是一種全身免疫性疾病，發病機制復雜，目前研究認為免疫、炎癥相關基因的調控在其中起著重要作用，而這些基因調控并非單獨起作用，聯合分析調控因素能夠更好地預測疾病風險和治療效果。NF-κB 和miRNA 是RA 疾病發生、發展中的重要調控因子，兩者可被多種因素激活，不同miRNA 之間存在協同或對抗作用，NF-κB與miRNA編碼基因存在多態性等原因使得調控網絡錯綜復雜，機制尚未完全闡明。但隨著對NF-κB 和miRNA 這兩個關鍵調控因子及調節通路研究的深入，必將有助于闡明RA的發病機制，從而找到RA治療的有效途徑。