miR-142免疫功能研究進展①

徐思凡 張婉婷 吳官縣 滿朝來

(哈爾濱師范大學生命科學與技術學院，哈爾濱150025)

MicroRNA(miRNA)是長度為18～25個核苷酸、進化保守的微小RNA分子，主要通過轉錄后調控mRNA穩定性進而參與靶基因的表達調控。人的miR-142基因定位17號染色體上，位于MPO(Myeloperoxidase)基因與TSPOAP1-AS1 (TSPO associated protein 1-antisense RNA1)基因間隔區，pre-miR-142長度為87個核苷酸，能夠編碼兩種成熟的miRNA(miR-142-3p和miR-142-5p)，miR-142-3p和miR-142-5p在多個物種中高度保守[1-3]，并且在造血組織(Hematopoietic tissues)中特異表達并參與譜系分化[4,5]。近年來，大量文獻報道miR-142的諸多生物學功能，其中miR-142在免疫功能方面的研究已經成為關注熱點。本文主要從免疫細胞增殖與活化、炎癥反應、自身免疫性疾病、免疫排斥反應、腫瘤免疫和病毒復制等方面簡要綜述miR-142的研究現狀，以期為miR-142的深入研究提供參考。

1 miR-142與免疫調控

miR-142-3p/5p首次被發現在造血干細胞(Hematopoietic stem cells)中特異表達[4]，并且miR-142-3p/5p能夠參與造血干細胞的分化調控[5]。胚胎早期形成的造血干細胞可以分化成淋巴祖細胞和髓樣祖細胞，并最終分化成多種免疫細胞。近年來，越來越多的研究報道miR-142-3p/5p參與免疫調控，愈發凸顯miR-142-3p/5p在免疫調控中的重要性。

1.1miR-142與免疫細胞 研究表明miR-142-3p參與免疫細胞的活化、增殖和遷移等過程。例如，Mildne等[6]發現miR-142-3p是小鼠胸腺細胞發育和增殖的調節因子，并確定Cdkn1b基因(Cyclin-dependent kinase inhibitor 1b)是miR-142-3p的靶標，但單獨增加Cdkn1b基因的表達并不能抑制小鼠胸腺細胞的增殖，推測miR-142-3p應該靶向多個靶標來調控小鼠胸腺細胞的增殖。Liu等[7]研究發現在免疫性血小板減少癥患者的外周血單核細胞(Peripheral blood mononuclear cells,PMBCs)中miR-142-3p的表達與Th22細胞的表達頻率略呈負相關，推測miR-142-3p可能參與T細胞的活化。Zhou等[8]研究發現miR-142-3p通過調節人的CD25+CD4+T細胞中GARP基因(Glycoprotein A repetitions predominant)表達來抑制CD25+CD4+T細胞活化與增殖進而促進免疫應答。同時，在動脈硬化閉塞癥(Arteriosclerosis obliterans,ASO)患者的CD4+T細胞中miR-142-3p的表達下調可以靶向上調RAC1基因(Ras-related C3 botulinum toxin substrate 1)和Rock2基因 (Rho associated coiled coil containing protein kinase 2)來增加板狀偽足(Lamellipodia)形成和肌動蛋白裝配與收縮從而促進CD4+T細胞向血管壁的遷移進而起到促進免疫應答以及抗炎的作用[9]。Kramer等[10]研究發現miR-142-3p和miR-142-5p雙敲除小鼠導致B細胞分化增殖受到抑制，進一步研究發現miR-142-3p可以通過下調B細胞活化因子受體(B-cell activating factor receptor,BAFF-R)來促進B細胞的分化，而這種機制似乎與miR-142-5p的作用關系不大。有趣的是，我們發現miR-142-3p對于免疫細胞的調節能力更為突出，其作用涵蓋調節免疫細胞的增殖、分化、活化及遷移等多種生物學過程。

1.2miR-142與炎癥 miR-142-3p在炎癥反應中也發揮著重要的調節作用。例如，博來霉素(Bleomycin)可以誘導小鼠肺上皮MLE-12細胞的兩種促炎因子IL-1和TNF-α過表達，Guo等[11]研究發現miR-142-3p可以通過調節Cox-2表達和PI3K/AKT/mTOR信號通路來緩解博來霉素的促炎作用，miR-142-3p在功能上對炎癥反應具有抑制作用。Hu等[12]研究發現miR-142-3p過表達可以減輕人牙周膜細胞(Human periodontal ligament cells,hPDLC)中脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)引起的炎癥反應，其機制可能與miR-142-3p可以靶向和抑制IRAK1基因(Interleukin-1 receptor-associated kinase 1)表達相關，進而導致TLR4/NF-κB炎癥信號通路的抑制。Sun等[13]研究發現在人和小鼠樹突狀細胞(Dendritic cells,DCs)中miR-142-3p高度表達，在LPS刺激后的DCs中發現促炎因子IL-6是表達最高的mRNA，進一步研究發現miR-142-3p能夠靶向IL-6的3′UTR序列從而起到抗炎作用。Wang等[14]研究發現在骨關節炎小鼠的關節軟骨組織中，miR-142-3p能夠顯著抑制NF-κB通路和促炎因子IL-1和IL-6表達而發揮抗炎作用。Yuan等[15]研究發現過氧化物酶體增殖物激活受體γ(Peroxisome proliferator-activated receptor γ,PPARγ)介導的miR-142-3p表達上調在小鼠體內具有抗炎作用，進一步研究發現miR-142-3p上調能夠抑制HMGB1基因的表達，這可能是PPARγ介導抗炎的一種新機制。另有研究表明miR-142-3p在PBMCs向巨噬細胞(Macrophages,Mφ)分化過程中表達下調，如果miR-142-3p過表達不僅能促進單核細胞衍生的樹突狀細胞(Monocyte-derived dendritic cells,moDCs)的抗炎作用，還能促進moDCs與CD4+T細胞之間的相互作用，進而提高天然免疫反應[16-19]。Yamada等[20]研究發現miR-142-3p的過表達能夠增強IgE高親和力受體(FcεRⅠ)介導的肥大細胞脫顆粒，揭示著miR-142-3p可能成為過敏性炎癥治療的新靶標。綜上所述，隨著研究的深入miR-142-3p日益凸顯其在機體抗炎中的重要地位，因為miR-142-3p不僅在經典炎癥信號通路(如PI3K/AKT/mTOR通路和TLR4/NF-κB通路)中扮演重要角色，也能直接作用于免疫細胞影響天然免疫力。相信不久的將來miR-142-3p能夠應用于臨床炎性疾病的診療，進而發揮其實踐價值。

1.3miR-142與自身免疫性病 miR-142-3p/5p與自身免疫性疾病密切相關。例如，Ding等[21]研究發現miR-142-3p和miR-142-5p在系統性紅斑狼瘡 (Systemic lupus erythematosus,SLE)患者的CD4+T細胞中顯著下調，進一步研究發現miR-142-3p/5p的表達下調可以上調T細胞和B細胞活性，從而提高免疫應答。Wang等[22]研究發現miR-142-3p在SLE患者單核細胞衍生的樹突狀細胞(Monocyte-derived DCs,moDCs)中過表達，并且miR-142-3p過表達能夠上調促炎因子IL-6和TNF-α的表達，所以抑制miR-142-3p的表達有助于提高SLE患者的免疫力。 Mandolesi等[23]研究發現在多發性硬化癥(Multiple sclerosis,MS)患者和實驗性自身免疫性腦脊髓炎 (Experimental autoimmune encephalomyelitis,EAE)小鼠腦中miR-142-3p高表達，進一步研究發現miR-142-3p能夠通過靶向GLAST基因(Glutamate aspartate transporter)促進IL-1β依賴性谷氨酸能突觸功能障礙，表明抑制miR-142-3p在MS中具有神經保護作用。Sanders等[24]研究發現miR-142-3p在繼發性進展型多發性硬化癥(Secondary progressive multiple sclerosis,SPMS)患者的CD4+T細胞中表達下調，進一步研究發現SOCS6基因(Suppressor of cytokine signaling 6)是miR-142-3p的靶標，而SOCS6因子作為T細胞活化的負調節劑[25]，miR-142-3p表達下調可能會降低SPMS患者的免疫力。值得一提的是，miR-142-3p/5p在不同的自身免疫病中，對免疫調控的效果甚至截然相反，例如在SLE中抑制miR-142-3p的表達能提高免疫，而在SPMS中上調miR-142-3p的表達才能夠提高免疫。誠然，miR-142-3p/5p在自身免疫病中的調控作用與機制仍有待深入研究，但是miR-142在這類疾病中的價值不可忽視。相信隨著研究的深入，希望miR-142能夠為自身免疫性疾病的防治提供一條新思路。

1.4miR-142與免疫排斥 在免疫排斥反應中miR-142-3p/5p同樣也發揮著調控作用。研究表明miR-142-3p/5p參與器官移植免疫排斥反應，并且在接受移植的患者組織中表達上調[26-29]。Sun等[30]研究發現miR-142-3p/5p是同種異體抗原刺激誘導的幼稚T細胞中表達差異最為顯著的miRNA之一。Sukma等[31,32]研究發現miR-142-3p在心臟移植患者中T細胞介導的心臟排斥反應期間表達上調，而T細胞和血管內皮細胞是急性心臟排斥機制的兩個主要參與者，進一步研究發現急性心臟移植排斥患者血清樣品中分離的外泌體中也富含miR-142-3p，他們的實驗表明體外激活 T細胞后，T細胞能夠分泌外泌體，其將miR-142-3p運輸到胞外區，并被血管內皮細胞接受，而在受體細胞中miR-142-3p抑制其靶基因RAB11FIP2(Rab11 family-interacting protein 2)的表達，進而增加血管內皮通透性，表明在心臟同種異體移植物排斥反應中miR-142-3p 在T細胞與血管內皮細胞間發揮信使傳遞作用。Danger等[33]比較了腎移植兩組患者的PMBCs miRNA表達譜發現miR-142-3p在手術免疫耐受患者中的表達要顯著高于藥物免疫耐受患者，進一步研究發現，在手術免疫耐受患者B細胞中miR-142-3p顯著表達，并且其預測的靶基因TGFBR1(Transforming growth factor beta receptor 1，轉化生長因子β受體1)表達下調，顯然miR-142-3p和TGF-β1的這種負反饋機制參與免疫排斥調控，但是關于B細胞中miR-142-3p的過表達是否有助于免疫應答，還有待進一步研究。誠然，miR-142-3p/5p可以作為一種免疫排斥的生物標志物，但是關于miR-142-3p/5p參與免疫排斥的研究尚處于起步階段，而且miR-142-3p/5p在免疫排斥中的具體作用及機制仍不明晰，但miR-142-3p/5p參與免疫排斥的事實不可忽視，推測miR-142-3p/5p在未來免疫排斥患者的治療和移植患者的預后等方面可能具有一定研究意義。

總之，miR-142-3p/5p(尤其是miR-142-3p)不僅是調節免疫細胞增殖與活化的關鍵因子，而且也是抑制炎癥反應的中堅力量，同時也是自身免疫性疾病和免疫排斥反應的重要參與者，所以深入研究miR-142在免疫相關過程中的功能與作用機制，對于開發miR-142-3p/5p在相關疾病中的應用價值具有重要的理論和實踐意義。

2 miR-142與腫瘤免疫

腫瘤免疫(Tumor immunology)是研究腫瘤抗原、機體免疫功能與腫瘤發生發展和轉歸的相互關系的科學。其中，免疫細胞和細胞因子在調節腫瘤發生發展中起著關鍵作用[34]，研究表明，炎癥影響腫瘤發展的各個階段，包括腫瘤發生、腫瘤促進、腫瘤侵襲、腫瘤轉移以及腫瘤免疫逃逸[35]，而有些miRNA可以通過調節炎癥相關基因表達進而影響著腫瘤免疫[36]。例如，研究表明miR-142-3p可以通過抑制NF-κB信號通路的活化來抑制TNF-α、IL-6的產生[12,14,17,37]，而抑制這種信號傳導將很有可能作為一種腫瘤免疫的新方式。另外，miR-142-3p也被報道直接作用于T細胞，Zhou等[8]研究發現miR-142-3p可以通過靶向抑制人的CD25+CD4+T細胞中GARP基因進而抑制CD25+CD4+T細胞的增殖與活化，而GARP基因作為一種原癌基因在多種腫瘤中過表達[38-40]，表明miR-142-3p的這種作用機制對于腫瘤的預防是具有重要意義的。Lv等[41]研究發現miR-142-3p在急性T淋巴細胞白血病(T-cell acute lymphoblastic leukemia,T-ALL)患者的T-ALL細胞中上調，進一步研究發現miR-142-3p可以調節環磷酸腺苷(Cyclic adenosine monophosphate,cAMP)/蛋白激酶A(Protein kinase A,PKA)通路并靶向糖皮質激素受體α(Glucocorticoid receptor alpha,GRα)，高水平的miR-142-3p可以導致cAMP水平降低和PKA活性減弱，從而降低PKA對T-ALL細胞增殖的抑制作用，而糖皮質激素(Glucocorticoid,GC)是可以通過與其受體結合后來誘導腫瘤細胞的凋亡，所以miR-142-3p在功能上可以促進T-ALL細胞的增殖，也可以抑制其凋亡。

腫瘤免疫受到腫瘤微環境的調控，腫瘤相關巨噬細胞(Tumor-associated macrophage,TAM)是腫瘤微環境的關鍵組成部分，所以對于開發臨床上的能夠影響巨噬細胞活性的調節劑顯得尤其重要，miR-142-3p作為這樣的一種調節劑出現在人們的視野中。Snoda等[42]研究發現miR-142-3p在小鼠腫瘤相關巨噬細胞中表達下調，過表達miR-142-3p后小鼠的腫瘤相關巨噬細胞的分化受到抑制，與對照組小鼠相比存活時間更長，進一步研究發現miR-142-3p能夠靶向gp130基因(Glycoprotein 130)來調節巨噬細胞分化進而抑制腫瘤的發展。Aucher等[43]研究表明，在人肝癌細胞與巨噬細胞共培養時肝癌細胞中的miR-142-3p表達顯著升高，而巨噬細胞中miR-142-3p的表達減少，進一步研究發現內源性miR-142-3p從巨噬細胞轉移到肝癌細胞并且能夠抑制肝癌細胞的增殖。Xu等[44]研究發現，miR-142-3p可以選擇性誘導人腫瘤相關M2巨噬細胞的凋亡，在miR-142-3p過表達小鼠中能夠抑制神經膠質瘤的生長和侵潤巨噬細胞并且能夠延長小鼠的壽命。

綜上所述，miR-142-3p既可以作為調節腫瘤免疫相關基因的關鍵因子，又可以作為一種調控TAM進而影響腫瘤微環境的重要調節劑。相信隨著研究的深入，miR-142-3p必將在腫瘤標志物、腫瘤治療和預后等過程中發揮重要作用。

3 miR-142與病毒復制

近年來，miRNA與病毒間的調控關系日益受到關注，許多miRNA在調控病毒感染、復制和增殖等過程中發揮直接或間接作用。其中，miR-142-3p/5p對多種病毒的感染和復制發揮關鍵調控作用。例如，Trobaugh等[45]研究發現在感染東部馬腦炎病毒(Eastern equine encephalitis virus,EEEV)的小鼠單核-巨噬細胞中，miR-142-3p通過靶向EEEV的3′非翻譯區來限制其在單核-巨噬細胞中的復制。Zi等[46]研究發現在感染豬血凝性腦脊髓炎病毒(Porcine hemagglutinating encephalomyelitis virus,PHEV)的小鼠中樞神經系統中miR-142-5p顯著上調，進一步研究發現miR-142-5p能靶向作用于Ulk1基因(Unc-51-like-kinase1)，Ulk1可以控制神經細胞軸突生長和樹突形成，下調miR-142-5p表達后可以改善PHEV引起的神經損傷，并能夠限制PHEV的復制，表明miR-142-5p在功能上能夠輔助PHEV的復制和誘導神經損傷。Meier等[47]研究發現在感染尤尤庫尼米病毒(Uukuniemi virus,UUKV)的人上皮細胞中miR-142-3p可以靶向VAMP3基因(Vesicle-associated membrane protein 3)，而UUKV的感染和釋放依賴于VAMP3蛋白，所以miR-142-3p在功能上能夠抑制UUKV感染和釋放等過程。Chanda等[48]研究發現在輪狀病毒感染的人結腸癌細胞中miR-142-5p表達上調，如果抑制miR-142-5p的表達可以導致病毒滴度顯著降低，表明miR-142-5p可能參與病毒的感染和復制等過程。然而，miR-142-3p/5p是否能夠參與其他眾多病毒的生物學過程還有待于深入研究。值得一提的是，miR-14-3p/5p在僅有的病毒研究中的顯著作用值得關注。相信隨著研究的深入，miR-142-3p/5p在多種病毒病中的功能和作用將被逐漸理清，miR-142-3p/5p在病毒性疾病防治中的應用也會呈現出光明的前景。

表1 miR-142-3p/5p在不同免疫過程中的功能

Tab.1 Functions of miR-142-3p/5p in different immune processes

miRNATissue or cellExpression characteristicsTarget geneImmune functionmiR-142-3pMouse thymocyteUpCdn1bRegulation of thymocyte proliferation[6]miR-142-3pHuman CD25+CD4+T cellUpGARPRegulatory immune response[8]miR-142-3pCD4+T cells in patients with arteriosclerosis obliteransDownRAC1,Rock2Promote migration[9]miR-142-3pMouse B cellUpBAFF-RPromote B cell differentiation[10]miR-142-3pHuman periodontal ligament cellsUpIRAK1Inhibit inflammation[12]miR-142-3pHuman and mouse DCsUpIL-6Anti-inflammatory[14]miR-142-3pMouse PBMCsUpHMBG1Anti-inflammatory[15]miR-142-3pMS patients and EAE mice in the brainUpGLASTPromote synaptic dysfunction[23]miR-142-3pSPMS patient CD4+T cellsDownSOCS6Reduce immunity[24]miR-142-3pAcute heart transplant rejection patient serumUpRAB11FIP2Messenger delivery[31,32]miR-142-3pKidney transplant patients PBMCsUpTGFBR1Participate in the regulation ofimmune rejection[33]miR-142-3pT-ALL cellsUpGRαPromote T-ALL cells proliferation[41]miR-142-3pMouse tumor-associated macrophageDowngp130Inhibition of macrophage differentiation[42]miR-142-3pMononuclear-macrophage in mice infected witheastern equine encephalitis virusUpEastern equine encephalitisvirus 3′UTRInhibit virus replication[45]miR-142-5pCentral nervous system in mice infected with porcinehemagglutinating encephalomyelitis virusUpUlk1Promote nerve damage virus replication[46]miR-142-3pHuman epithelial cells infected with Eugene Kunimi virusUpVAMP3Inhibition of viral infection[47]

4 展望

近年來，miRNA的功能與作用機制研究已經成為人們關注的焦點。miRNA在眾多生理和病理過程中發揮關鍵調控作用，如何開發miRNA在臨床疾病診斷和防治中的應用價值，已經成為miRNA研究動態的風向標。本文主要綜述探討了miR-142-3p/5p在免疫細胞的調控、炎癥、自身免疫病、免疫排斥、腫瘤免疫和病毒復制等過程中的功能與作用機制，我們發現miR-142-3p/5p在免疫調控、腫瘤免疫以及病毒復制中扮演著重要的角色。在免疫方面，miR-142-3p/5p(主要是miR-142-3p)能夠調節免疫細胞的增殖、分化、活化及遷移等多種生物學過程，并在抗炎過程中發揮重要作用，同時在自身免疫性疾病和同種異體移植免疫排斥反應中發揮關鍵調控作用；在腫瘤免疫方面，miR-142-3p既可以通過靶向相關基因進而影響腫瘤細胞的增殖，也可以作為一種調節TAM分化的因子進而影響腫瘤微環境從而發揮抗腫瘤作用；在抗病毒方面，miR-142-3p/5p在多種病毒的感染、復制、釋放和致病性等過程中發揮關鍵調控作用。相信隨著研究的深入，miR-142-3p/5p的功能與作用機制逐漸清晰，不久的將來miR-142-3p/5p能夠實現其在臨床疾病防治中的潛在價值。