microRNA在系統性紅斑狼瘡中的作用機制研究進展

韋佩祺，蘇梓健，梁 芳，謝翰林，盛正和

(1.廣西中醫藥大學研究生院，廣西 南寧530001；2.柳州市人民醫院中醫科，廣西 柳州 545006)

系統性紅斑狼瘡(Systemic lupus erythematosus,SLE)是一種好發于育齡期婦女自身免疫介導的慢性、反復遷延性的自身免疫性疾病[1]，以產生多種自身抗體、沉積免疫復合物為主要特征，隨著疾病的進展可導致多臟器、多系統病變。盡管類固醇和免疫抑制藥物的臨床應用在很大程度上改善了SLE患者的預后，但SLE的發病率仍在逐年上升[2]，且目前具體發病機制尚未完全闡明。近年來，有學者對SLE的發病機制進行了深入研究，發現微小RNA(microRNA，miRNA)參與了SLE的多種病理生理過程[3-4]，其中包括Ⅰ型干擾素(IFN)通路異常活化、DNA低甲基化、輔助性T細胞(Th)/調節性T細胞(Treg)功能異常、樹突狀細胞(DC)持續活化、炎性因子等。因此，miRNA的研究可以為SLE發病機制的探討提供新的視角。

1 miRNA的概述

miRNA是由大約18～25個核苷酸構成的內源性、保守性非蛋白質編碼組成的單鏈RNA，人類約30%的基因表達受其調控。miRNA來源于細胞核，通過RNA聚合酶Ⅱ或Ⅲ轉錄產生初級miRNA(pri-miRNA)[5]。核糖核酸酶Ⅲ(RNase Ⅲ,別名Drosha酶)及其輔助蛋白迪喬治綜合征危險區基因8(DGCR8)[6]，形成發夾結構，從輸出蛋白5(XPO5)向細胞質輸送。Dicer酶是RNase Ⅲ家族的成員之一，pri-miRNA可在其剪切作用下裂解為雙鏈miRNA[7-8]，雙鏈在解旋酶的作用下開始分裂，其中一條鏈降解后，另一條鏈則形成成熟的miRNA。成熟的miRNA結合特定的Argonaute蛋白形成誘導的沉默復合物(RISC)，RISC可與靶基因3′非翻譯區(3′UTR)結合[9]，進而調控miRNA的降解或翻譯過程，最終實現基因的表達調控。隨著不斷深入研究miRNA，我們發現細胞增殖、分化、傳導、凋亡等生理和病理過程都受miRNA調控。作為基因表達的調控因子，miRNA也參與如惡性腫瘤、糖尿病、自身免疫性疾病等調節基因表達。已有證據表明miRNA控制免疫細胞中轉錄因子、細胞因子、凋亡基因等參與SLE發病的各種機制[10]。因此，miRNA可以用作生物標記[11]。除此還發現circRNA、lncRNA也參與其中,均可能成為診斷SLE的新生物標志物。

2 miRNA與SLE的發病機制

SLE由多因素、多種細胞因子共同作用于機體免疫系統造成，包括IFN通路異常活化、T細胞功能異常、DNA低甲基化、DC持續活化、炎性因子等。

2.1 miRNA與Ⅰ型IFN通路異常活化 IFN是一個細胞因子大家族，根據序列同源性分為三類:Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型，其中Ⅰ型IFN又分為IFN-α和IFN-β。有研究發現Ⅰ型IFN在SLE患者外周血和組織中表達增加，SLE患者miRNA異常活化可調控Ⅰ型IFN基因表達、轉錄等。同時Ⅰ型IFN信號通路也可直接誘導或抑制miRNA表達，表明兩者在SLE中的發病機制是重要的[12]。主要是活化免疫復合物(ICs)和Toll樣受體(TLRs)結合，隨后激活轉錄因子從而產生IFN-α。其次，活化的IFN與其他免疫復合物誘導物刺激DC產生大量IFN-α，導致在SLE患者體內免疫紊亂[13]。例如，當miR-146a調節因子分布在外周血單個核細胞和T細胞中減少時，腫瘤壞死因子受體相關因子-6(TRAF-6)、白細胞介素1受體相關激酶-1(IRAK-1)靶基因信號分子表達，IFN激活固有免疫，誘發SLE活動[14]。另外，Kaga等[15]的研究發現在SLE 患者的 PBMCs 中 IFN-α 的表達增加，并與 miR-155、miR-17 和 miR-181b 的水平呈負相關。而且，證實miR-181b 在體外直接調節 IFN-α 分泌。以上研究表明，通過改變miRNA相關因子調節IFN活化水平有望成為治療SLE的潛在靶點。

2.2 miRNA與T細胞功能異常 叉狀頭轉錄因子(FOXP)3+CD4+T細胞組成是Th細胞和Treg細胞的一個亞群，通過抑制自身免疫反應的淋巴細胞來維持自身耐受。Ohl等[16]研究表明，Th細胞亞群和Treg細胞亞群的失衡可能與SLE的發病有關。該觀點在Pan等[17]的實驗中得到證實，通過觀察免疫性小鼠模型實驗的外周血中miR-125a表達的降低，以劑量依賴性的方式觀察miR-125a內源性信號傳導和轉錄激活因子3(STAT3)靶基因降低Th17的分化，從而抑制炎癥因子的表達，并與SLE活動度負相關。另外，該研究表示，miR-125a是通過抑制IFNG、IL-13效應譜系的分化程序來穩定 Treg 細胞的定型和免疫調節能力的調節劑，從而抑制炎癥，有利于維持Treg細胞免疫穩態。Lashine等[18]對多名幼年SLE患者進行追蹤觀察，該研究首次顯示了通過miR-155對靶基因的間接調控作用實現PP2Ac通過抑制環磷腺苷效應元件結合蛋白(CREB)，進而下調PP2Ac中的mRNA，解除其對IL-2釋放的抑制作用。有學者研究發現miR-142-3p通過抑制腺苷酸環化酶(AC)9的產生來限制CD4+CD25-T細胞中環磷酸腺苷(cAMP)的水平，而FOXP3下調miR-142-3p以保持AC9/cAMP通路在CD4中的活性，阻斷miR-142-3p可有效抑制CD4+CD25-T細胞的活化和增殖，但不能誘導其向調節性T細胞分化[19]。miRNA如何通過控制T細胞參與SLE的發病機制尚不完全清楚，有待進一步詳細研究。

2.3 miRNA和DNA低甲基化 DNA甲基化修飾是在不改變真核生物基因核苷酸序列的條件下調控機體基因表達水平，參與機體生理和病理過程。目前發現DNA的低甲基化與SLE活動度呈正相關。Pan等[20]證明SLE患者和MRL/LPR狼瘡小鼠中miR-21和miR-148a表達增加，兩者均為DNA甲基化轉移酶1(DNMT1)的表達導致DNA低甲基化的表觀遺傳學改變。miR-21通過靶向作為T細胞中DNMT1上游Ras-MAPK通路信號級聯的關鍵調控因子的重要自身免疫基因Ras鳥氨酸釋放蛋白1，間接抑制DNMT1的表達。根據Zhao等[21]研究，與健康對照組相比，SLE患者CD4+T細胞中miR-21的表達增加了BDH2的表達，同時阻止了SLE患者的細胞鐵潴留和DNA低甲基化。

2.4 miRNA和DC持續活化 DC是人體中的抗原遞送細胞(APC)，由樹突狀細胞(cDCS)、漿狀細胞樣樹突狀細胞(pDCS)、單核細胞來源的DCS(MoDCS)、樹突狀細胞(TolDCS)的多個細胞子集構成的高度異質的細胞群體。在自身免疫和自身炎癥中起著靈活的作用，從保護性免疫到自身成分具有耐藥性，到致病性自身免疫和不必要的炎癥損傷，如果體內DC持續活化，則自身抗原可能會持續遞增，致使SLE患者自身的免疫耐受性喪失。Hoogen等[22]通過整合miRNA和mRNA表達數據，考察pDCs中miRNA表達改變可能影響的通路。將miR-361-5p、miR-128-3p及miR-181-2-3p的預測靶基因與高IFN特征患者的上調基因交叉，共發現680個基因。對這些基因的通路富集揭示，這些miRNA在高IFN特征患者的pDCs中特異性減少。這些miRNA的靶基因在同一患者的pDCs中的表達提示這些miRNA調控參與pDC激活的關鍵信號通路基因的表達，如RIG-I信號通路和pDC凋亡。

2.5 miRNA與炎性細胞因子 炎性細胞因子是一組多肽類細胞調節物質的總稱，包括白細胞介素(IL)、干擾素、生長因子、細胞刺激因子、腫瘤壞死因子等。鄭杰等[23]收集SLE患者外周血中發現，與正常人相比，SLE患者腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、IL-6水平明顯增高，并與狼瘡活動呈正相關，激活NF-κB信號通路，誘導促炎癥靶基因轉錄翻譯，擴大免疫失衡[24]。Pan等[25]通過向BXSB小鼠靜脈注射MS2-miR-146a VLPs，可以增加外周血中單個核細胞(PBMCs)中miR-146a的表達，然后觀察到致病性自身抗體和炎癥細胞因子的顯著降低，表明miRNA是免疫可控的。Singh等[26]發現SLE患者與健康對照組相比，SLE患者血漿中IL-12和IL-21蛋白水平明顯升高，PBMCs中炎性miR-21、miR-25和miR-186表達明顯增加，抗炎性miR-146a表達明顯降低。該實驗的數據表明IL-12水平與miR-21和miR-25的表達呈正相關，而IL-21水平與miR-25和miR-186的表達呈正相關，與miR-146a的表達則呈負相關。有學者對19例SLE患者和17例健康人進行臨床研究，結果顯示SLE患者單核細胞和巨噬細胞中miR-4512水平顯著降低，而中性粒細胞中miR-4512水平沒有降低。miR-4512是促炎癥細胞因子IL-1b、IL-12、TNF-α、IFN-g和IL-17的分泌同時促進抗炎細胞因子IL-4和IL-10的分泌[27]。

3 miRNA和狼瘡性腎炎

SLE是一種累及全身多個臟器及系統的自身免疫性疾病，患者體內自身免疫應答功能紊亂并產生大量的自身抗體，與相應的抗原結合形成免疫復合物，從而引起腎臟、心肺系統、血液系統和中樞神經系統等部位相應組織及臟器的損害[28-29]。狼瘡性腎炎(LN)是SLE最常見、最嚴重的并發癥之一。在SLE患者中，超過70%的患者發生了LN。其中10%～30%的患者可作為慢性腎小球腎炎進展，以腎小球、腎小管及間質損害為特征，隨著疾病的持續發展最終引起腎纖維化和終末期腎功能衰竭[30]。現階段越來越多的證據表明，miRNA在LN發病機制中的作用日益被認識和重視[31-33]。在LN小鼠模型和LN患者的血液、尿液和腎臟組織中觀察到不同miRNA水平的變化，這些miRNA可以調節免疫細胞和各種關鍵的炎癥通路，它們的擾動有助于LN的異常免疫反應[34]。例如，miRNA調節腎小球系膜細胞(HRMCs)，HRMCs是腎小球的主要免疫調節細胞。一旦被激活，就可以分泌促炎細胞因子、生長因子和基質金屬蛋白酶，均可引起腎臟損害[35-36]。Kong等[37]將miR-155模擬物導入經CXC類趨化因子配體13(CXCL13)處理后正常小鼠和MRL/LPR小鼠HRMCs，發現狼瘡小鼠HRMCs的增殖率顯著降低。此外，發現細胞內miR-155的增加也導致細胞外調節激酶(ERK)和轉化生長因子β1的磷酸化水平降低，從而調控疾病基因表達。隨著學者們對miRNA不斷深入研究，將會為SLE臨床診斷及靶向治療提供新的依據。

4 結 語

近年來，關于miRNA參與SLE的發生、發展及預后的相關研究發展迅速。攜帶miRNA外泌體是介導細胞間信息載體，通過可介導IFN通路異常活化、T細胞功能異常、DNA低甲基化、DC持續活化、炎性因子等免疫刺激或免疫調節參與SLE一系列免疫相關的過程，可以作為診斷SLE的依據，監測SLE活動度及藥物療效的生物標志物，且一些激活miRNA藥物開始進入Ⅰ期和Ⅱ期臨床試驗[38]，但在諸多因素的限制下，在臨床未能得到很好的推廣，需要尋找一種新的治療用藥。而我國傳統醫學聯合西藥在治療系統性紅斑狼瘡中取得一定成果[39-41]，但中藥成分所對應靶點研究甚少，仍處于探索階段,至此迫切需要一種不良反應小、免疫原性較低的最佳給藥系統的靶向效應，需要將中醫藥療效機制與miRNA群學相互融合,挖掘中藥或中藥活性成分對狼瘡miRNA基因靶點，為基因靶向治療SLE提供新思路。