lncRNA在樹突狀細胞中的研究進展①

柯昌浩 王正龍 石 蓓 （遵義醫(yī)科大學(xué)心血管內(nèi)科，遵義563000）

樹突狀細胞（dendritic cell，DC）作為較特殊的抗原呈遞細胞，能有效激活初始T 細胞產(chǎn)生免疫應(yīng)答［1］。作為免疫炎癥反應(yīng)的前哨兵，DC 誘導(dǎo)免疫反應(yīng)的激活或耐受對維持免疫穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要，而DC在免疫反應(yīng)中所扮演的角色取決于DC 的不同亞群［2-4］。一般來說，成熟的DC 激活免疫應(yīng)答，而耐受性樹突狀細胞（tolerogenic dendritic cell，tDC）主要通過維持免疫抑制和免疫耐受下調(diào)免疫反應(yīng)［3-4］。近年來，大量文獻已報道DC 與多種炎癥、自身免疫性疾病、惡性腫瘤等密切相關(guān)［2，5-6］。盡管控制 DC 發(fā)育和功能的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)得到了深入的研究，但表觀遺傳機制，特別是非編碼基因在這一過程中所起的作用，仍需得到充分的理解。

長鏈非編碼 RNA（long non-coding RNA，lnc-RNA）是一類長度超過200 個核苷酸的內(nèi)源性細胞RNA 分子，主要由 RNA 聚合酶Ⅱ（RNA polymeraseⅡ，RNAPⅡ）轉(zhuǎn)錄，其缺少一個顯著長度的開放閱讀框（open reading frame，ORF），這意味著它們絕大多數(shù)不能編碼蛋白質(zhì)［7-8］。最近研究顯示，lncRNA經(jīng)過剪接、聚腺苷酸化等轉(zhuǎn)錄編輯后最終形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，參與到病理生理過程中［8］。由于lncRNA 在轉(zhuǎn)錄因子（transcription factor，TF）的募集、充當(dāng)Mi?croRNA（miRNA）海綿、轉(zhuǎn)錄沉默、表觀遺傳重編程、mRNA 的翻譯調(diào)節(jié)等方面的多重功能，其參與了包括細胞生長到凋亡在內(nèi)的多種生物學(xué)途徑［9-10］。lncRNA 可通過調(diào)節(jié)先天性免疫及適應(yīng)性免疫來參與各種免疫途徑，其表達水平的失調(diào)可導(dǎo)致免疫平衡的紊亂［11-12］。

盡管lncRNA 通常表現(xiàn)出較差的進化保守性，但lncRNA 在不同生物學(xué)過程中的差異性表達提示了它們在細胞過程中的潛在功能作用［13］。關(guān)于其在免疫細胞中的作用，這一研究仍處于起步階段。在此總結(jié)了相關(guān)lncRNA 在DC 不同階段中的相應(yīng)聯(lián)系，為將來的基礎(chǔ)和臨床研究提供新的思路。

1 lncRNA 參與調(diào)控DC 的分化發(fā)育

在炎癥反應(yīng)初期，單核細胞被招募到炎癥部位并分化為不同的DC 亞群，從而調(diào)控免疫炎癥反應(yīng)的進行。作為一種新型調(diào)控分子，lncRNA 在單核細胞分化為DC 這一過程中的功能作用值得去探索。2014 年，WANG 等［14］通過二代測序高通量篩選方法檢測出人外周血來DC 分化發(fā)育過程中的特異性lncRNA：lnc-DC。將lnc-DC 干擾后，DC 抗原呈遞能力減弱，促炎因子分泌量減少，活化初始T細胞的功能降低，極大影響了DC 的成熟過程及其免疫功能。進一步的機制研究顯示，細胞質(zhì)中的lnc-DC 與STAT3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT3）的 C 端結(jié)合，促進 STAT3 羧基端 Y705 位的磷酸化，刺激STAT3 信號通路，從而調(diào)控DC 的分化。臨床研究證實，lnc-DC 在子癇、冠心病、乙型肝炎等疾病的病理生理過程中具有調(diào)節(jié)作用，其機制與 STAT3 信號通路具有相關(guān)性［15-17］。ZHANG 等［17］發(fā)現(xiàn)lnc-DC和p-STAT3的表達水平在子癇前期患者的脫膜組織中升高且呈正相關(guān)，而lnc-DC 表達量的提高導(dǎo)致了DC的過度成熟，正向調(diào)控了CD4+T細胞向Th1細胞的分化，使得免疫平衡發(fā)生改變，加強了子癇前期患者體內(nèi)的炎癥反應(yīng)。ZHUANG 等［16］將可分泌乙型肝炎病毒（hepatitis b virus，HBV）的人肝細胞系 HepG2.2.15 與 DC 共培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)，HBV 可提高lnc-DC 的表達水平，從而激活TLR9/STAT3 信號通路，正向調(diào)控免疫炎癥反應(yīng)。同樣的，ALIKHA等［15］證明了lnc-DC 在冠狀動脈疾病患者外周血單個核細胞中的表達量增加，其表達水平的上升也與STAT3呈正相關(guān)。上述基礎(chǔ)及臨床研究證實了一種DC 源特異性 lnc RNA-DC 在 DC 的分化發(fā)育、免疫炎癥反應(yīng)平衡的改變中具有重要調(diào)控作用，描繪了lnc-DC在DC相關(guān)疾病中的診斷及治療前景。

LncRNA HOTAIRM1（HOX antisense intergenic RNA myeloid 1，HOTAIRM1）位于人類 HOXA1 和HOXA2 基因之間，在調(diào)節(jié)HOXA 簇3 端鄰近基因的表達方面具有功能作用［18-19］。HOTAIRM1 在髓系細胞中特異性表達，其在循環(huán)中性粒細胞中的高表達水平可通過刺激脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）來降低，這表明這種lncRNA 在髓系細胞的分化發(fā)育中可能具有功能作用［19］。XIN 等［20］通過表觀遺傳學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，經(jīng)LPS 誘導(dǎo)后的成熟DC 中，HOTAIRM1區(qū)域的甲基化模式發(fā)生了動態(tài)變化，轉(zhuǎn)錄激活標記H3K4me3 與轉(zhuǎn)錄抑制標記H3K27me3 水平發(fā)生改變，導(dǎo)致HOTAIRM1 表達量下降。在機制上，HO?TAIRM1 作為DC 分化的負調(diào)控因子，可以與miR-3960 和DC 分化抑制基因HOXA1 形成一個ceRNA網(wǎng)絡(luò)。HOTAIRM1 與miR-3960 的結(jié)合將促進HOXA1 的表達水平，維持單核細胞的表型，抑制其向DC的分化。

2 lncRNA 參與調(diào)控DC 的耐受表型

tDC 主要通過低中表達共刺激分子、分泌抑炎因子、誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T 細胞（regulatory T cells，Treg）生成來發(fā)揮負向免疫調(diào)控功能，其在器官移植、自身免疫性疾病、腫瘤等疾病中具有重要意義。詳細了解tDC 在發(fā)揮免疫耐受作用時的基因組學(xué)變化，有利于更好地為臨床提供tDC 治療服務(wù)。lncRNA MALAT1（metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript1，MALAT1）在人類許多細胞類型中表達極為豐富，這種lncRNA 在哺乳動物的高度保守性提示了其功能重要性［21］。MALAT1通過抑制巨噬細胞原核因子κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）活性來下調(diào)炎癥反應(yīng)，證實了lncRNA MALAT1在先天免疫反應(yīng)中具有負調(diào)控作用［22］。CD80作為DC特異性共刺激分子，可加強抗原呈遞功能，促進免疫炎癥反應(yīng)。MALAT1 可以與 NF-κB 形成核 RNA-蛋白復(fù)合物，阻止NF-κB 與抗原呈遞細胞中CD80 啟動子之間的結(jié)合，降低CD80 活化初始型T 細胞的效率，以此負調(diào)控免疫炎癥反應(yīng)［23］。2018 年，WU 等［24］將過表達lncRNA MALAT1 的DC 過繼轉(zhuǎn)移到心臟移植小鼠及實驗性自身免疫性心肌炎小鼠體內(nèi)，在這兩種實驗動物模型中，研究人員發(fā)現(xiàn)小鼠脾臟中Treg 數(shù)量增加，誘導(dǎo)了免疫耐受，降低了心臟移植后的急性排斥反應(yīng)或延緩了自身免疫性心肌炎的進展。作為一種新型免疫耐受調(diào)節(jié)因子，MALAT1在細胞質(zhì)中通過充當(dāng)miR-155海綿促進負免疫調(diào)控受體DC-SIGN（dendritic cell-specific intercellular ad?hesion molecule-3 grabbing nonintegrin，DC-SIGN）和抑炎因子IL-10 的產(chǎn)生，誘導(dǎo)tDC 的生成，提高Treg的表達水平，負調(diào)控免疫炎癥反應(yīng)。

長鏈非編碼RNA NEAT1（nuclear paraspeckle assembly transcript 1，NEAT1）位于人類 11 號染色體上，富集于細胞核，與MALAT1位點相距不到70 kb，但兩者之間沒有同源性［25］。這種高保守性、廣泛表達的lncRNA 在哺乳動物的細胞核內(nèi)具有重要的功能作用，已有相關(guān)文章報道NEAT1 在艾滋、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、惡性腫瘤等疾病中具有相應(yīng)調(diào)控作用［26-28］。2019 年，ZHANG 等［29］發(fā)現(xiàn)經(jīng) LPS 處理的DC 中 NEAT1 明顯上調(diào)。NEAT1 可充當(dāng) miRNA-3076 的海綿，從而促進NLRP3 炎癥小體的表達，加強炎癥反應(yīng)。將NEAT1 干擾后可抑制共刺激分子CD80、CD86 和 MHCII 的表達水平，誘導(dǎo) DC 免疫耐受，增加Treg 的數(shù)量。NEAT1 的表達水平可被轉(zhuǎn)錄因子E2F1 調(diào)控，而miRNA let7i 可靶向與E2F1 mRNA 結(jié)合，通過控制E2F1 的表達水平來調(diào)控NEAT1。體內(nèi)研究同樣證明了NEAT1 的免疫調(diào)節(jié)作用，在小鼠實驗性自身免疫性心肌炎和心臟移植模型中，DC 中NEAT1的下調(diào)可以誘導(dǎo)免疫耐受［29］。

MALAT1 與NEAT1 在調(diào)控DC 耐受表型中的相反作用有力地支持了多個lncRNA 協(xié)同工作以獲得免疫細胞中的特定功能狀態(tài)的觀點。

3 lncRNA參與調(diào)控DC的遷移能力

作為體內(nèi)功能最強的抗原呈遞細胞，DC 向病灶區(qū)域的遷移能力將會影響各種免疫炎癥疾病的轉(zhuǎn)歸［30-31］。CC 趨化因子受體7（CC-chemokine recep?tor 7，CCR7）可調(diào)節(jié)DC 向引流淋巴結(jié)遷移，以此誘導(dǎo)適應(yīng)性免疫［32］。盡管 CCR7 依賴性 DC 的遷移在炎癥早期對消除病原體是必要的，但及時終止過度的炎癥反應(yīng)對機體的損害也是重中之重［30-31］。2019年，LIU 等［32］通過高通量測序獲得經(jīng)CCR7刺激后的DC 源lncRNA 表達譜，篩選出一種內(nèi)含子lncRNA，命名為lnc-Dpf3。Lnc-Dpf3 可通過抑制免疫反應(yīng)重要調(diào)控因子HIF-1α 的活性，減弱CCR7 介導(dǎo)的DC遷移。有趣的是，在炎癥后期，CCR7 可去除lnc-Dpf3 的m6A 修飾，防止其降解，負反饋增加的lnc-Dpf3 通過抑制HIF-1α 依賴性糖酵解來阻礙DC 遷移，形成一個調(diào)控網(wǎng)絡(luò)［32］。當(dāng)然，lnc-Dpf3 在 DC 遷移中的調(diào)控作用仍處于起步階段，其在免疫炎癥反應(yīng)各個時間點的作用機制并不清晰，仍需更深入的探索。

4 lncRNA在DC及其相關(guān)疾病中的表達譜

隨著高通量測序技術(shù)的興起及生物信息學(xué)分析的發(fā)展，越來越多研究發(fā)現(xiàn)并鑒定了多種DC 源lncRNA。2009 年，GUTTMAN 等［8］首次報告了 lnc-RNA 在DC 中的潛在作用。研究人員用Toll 樣受體4（toll-like receptor 4，TLR4）激動劑刺激CD11c+小鼠骨髓源性DC，發(fā)現(xiàn)有20 種lincRNA 明顯上調(diào)。其中，表達水平變化最大的lincRNA-COX2 富集于炎癥介質(zhì)COX2 蛋白編碼基因處［8］。這種高度保守的lncRNA 可被NF-κB介導(dǎo)，通過靶向巨噬細胞或小膠質(zhì)細胞調(diào)控先天性免疫反應(yīng)［33-34］。在臨床研究中，CHEN 等［35］使用基因芯片技術(shù)對經(jīng)胰腺癌源外泌體治療的DC與正常DC進行表達譜分析，發(fā)現(xiàn)3 227個差異性表達的lncRNA，經(jīng)生信分析篩選及定量聚合酶鏈反應(yīng)（quantitative polymerase chain reaction，qPCR）鑒定，發(fā)現(xiàn) lncRNA-ENST00000560647 可與5 個胰腺癌相關(guān)miRNA 結(jié)合，但其在胰腺癌中的作用及其機制并未闡述。另外，WANG 等［36］分析了系統(tǒng)性紅斑狼瘡（systemic lupus erythematosus，SLE）患者外周血來源DC 的lncRNA 表達譜，與正常對照組對比后，發(fā)現(xiàn)有163 個lncRNA 差異性表達。其中，差異性表達的lncRNA ESIX 及l(fā)ncRNA NEAT1 與SLEDAI 評分呈正相關(guān)，提示其在SLE 中的潛在作用。綜上，DC源lncRNA經(jīng)體內(nèi)外環(huán)境刺激后，其表達量的改變與DC 相關(guān)性疾病具有聯(lián)系。隨著進一步的發(fā)掘與探索，DC 源lncRNA 或可成為免疫性疾病中重要的診斷生物標記物或潛在的治療靶點。

5 結(jié)語

隨著高通量測序技術(shù)的發(fā)展，越來越多的lnc-RNA 被證實參與DC 的生物學(xué)過程中，從而調(diào)控免疫炎癥反應(yīng)的平衡。但總體而言，lncRNA 與DC 的研究仍處于起步階段。目前，lncRNA 在DC 中的具體作用機制尚不明確，且臨床試驗偏少。lncRNA能否成為DC 相關(guān)性自身免疫性疾病、移植排斥反應(yīng)、惡性腫瘤中的診斷標記物及藥物靶點，仍需要不斷的思考與探索。當(dāng)然，隨著新興技術(shù)的發(fā)展，本課題組相信，當(dāng)lncRNA 的神秘面紗被層層解開時，DC 相關(guān)免疫性疾病的診斷及治療將開啟新篇章。