microRNA在系统性红斑狼疮中的作用机制研究进展

韦佩祺，苏梓健，梁 芳，谢翰林，盛正和

(1.广西中医药大学研究生院，广西 南宁530001；2.柳州市人民医院中医科，广西 柳州 545006)

系统性红斑狼疮(Systemic lupus erythematosus,SLE)是一种好发于育龄期妇女自身免疫介导的慢性、反复迁延性的自身免疫性疾病[1]，以产生多种自身抗体、沉积免疫复合物为主要特征，随着疾病的进展可导致多脏器、多系统病变。尽管类固醇和免疫抑制药物的临床应用在很大程度上改善了SLE患者的预后，但SLE的发病率仍在逐年上升[2]，且目前具体发病机制尚未完全阐明。近年来，有学者对SLE的发病机制进行了深入研究，发现微小RNA(microRNA，miRNA)参与了SLE的多种病理生理过程[3-4]，其中包括Ⅰ型干扰素(IFN)通路异常活化、DNA低甲基化、辅助性T细胞(Th)/调节性T细胞(Treg)功能异常、树突状细胞(DC)持续活化、炎性因子等。因此，miRNA的研究可以为SLE发病机制的探讨提供新的视角。

1 miRNA的概述

miRNA是由大约18～25个核苷酸构成的内源性、保守性非蛋白质编码组成的单链RNA，人类约30%的基因表达受其调控。miRNA来源于细胞核，通过RNA聚合酶Ⅱ或Ⅲ转录产生初级miRNA(pri-miRNA)[5]。核糖核酸酶Ⅲ(RNase Ⅲ,别名Drosha酶)及其辅助蛋白迪乔治综合征危险区基因8(DGCR8)[6]，形成发夹结构，从输出蛋白5(XPO5)向细胞质输送。Dicer酶是RNase Ⅲ家族的成员之一，pri-miRNA可在其剪切作用下裂解为双链miRNA[7-8]，双链在解旋酶的作用下开始分裂，其中一条链降解后，另一条链则形成成熟的miRNA。成熟的miRNA结合特定的Argonaute蛋白形成诱导的沉默复合物(RISC)，RISC可与靶基因3′非翻译区(3′UTR)结合[9]，进而调控miRNA的降解或翻译过程，最终实现基因的表达调控。随着不断深入研究miRNA，我们发现细胞增殖、分化、传导、凋亡等生理和病理过程都受miRNA调控。作为基因表达的调控因子，miRNA也参与如恶性肿瘤、糖尿病、自身免疫性疾病等调节基因表达。已有证据表明miRNA控制免疫细胞中转录因子、细胞因子、凋亡基因等参与SLE发病的各种机制[10]。因此，miRNA可以用作生物标记[11]。除此还发现circRNA、lncRNA也参与其中,均可能成为诊断SLE的新生物标志物。

2 miRNA与SLE的发病机制

SLE由多因素、多种细胞因子共同作用于机体免疫系统造成，包括IFN通路异常活化、T细胞功能异常、DNA低甲基化、DC持续活化、炎性因子等。

2.1 miRNA与Ⅰ型IFN通路异常活化 IFN是一个细胞因子大家族，根据序列同源性分为三类:Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型，其中Ⅰ型IFN又分为IFN-α和IFN-β。有研究发现Ⅰ型IFN在SLE患者外周血和组织中表达增加，SLE患者miRNA异常活化可调控Ⅰ型IFN基因表达、转录等。同时Ⅰ型IFN信号通路也可直接诱导或抑制miRNA表达，表明两者在SLE中的发病机制是重要的[12]。主要是活化免疫复合物(ICs)和Toll样受体(TLRs)结合，随后激活转录因子从而产生IFN-α。其次，活化的IFN与其他免疫复合物诱导物刺激DC产生大量IFN-α，导致在SLE患者体内免疫紊乱[13]。例如，当miR-146a调节因子分布在外周血单个核细胞和T细胞中减少时，肿瘤坏死因子受体相关因子-6(TRAF-6)、白细胞介素1受体相关激酶-1(IRAK-1)靶基因信号分子表达，IFN激活固有免疫，诱发SLE活动[14]。另外，Kaga等[15]的研究发现在SLE 患者的 PBMCs 中 IFN-α 的表达增加，并与 miR-155、miR-17 和 miR-181b 的水平呈负相关。而且，证实miR-181b 在体外直接调节 IFN-α 分泌。以上研究表明，通过改变miRNA相关因子调节IFN活化水平有望成为治疗SLE的潜在靶点。

2.2 miRNA与T细胞功能异常 叉状头转录因子(FOXP)3+CD4+T细胞组成是Th细胞和Treg细胞的一个亚群，通过抑制自身免疫反应的淋巴细胞来维持自身耐受。Ohl等[16]研究表明，Th细胞亚群和Treg细胞亚群的失衡可能与SLE的发病有关。该观点在Pan等[17]的实验中得到证实，通过观察免疫性小鼠模型实验的外周血中miR-125a表达的降低，以剂量依赖性的方式观察miR-125a内源性信号传导和转录激活因子3(STAT3)靶基因降低Th17的分化，从而抑制炎症因子的表达，并与SLE活动度负相关。另外，该研究表示，miR-125a是通过抑制IFNG、IL-13效应谱系的分化程序来稳定 Treg 细胞的定型和免疫调节能力的调节剂，从而抑制炎症，有利于维持Treg细胞免疫稳态。Lashine等[18]对多名幼年SLE患者进行追踪观察，该研究首次显示了通过miR-155对靶基因的间接调控作用实现PP2Ac通过抑制环磷腺苷效应元件结合蛋白(CREB)，进而下调PP2Ac中的mRNA，解除其对IL-2释放的抑制作用。有学者研究发现miR-142-3p通过抑制腺苷酸环化酶(AC)9的产生来限制CD4+CD25-T细胞中环磷酸腺苷(cAMP)的水平，而FOXP3下调miR-142-3p以保持AC9/cAMP通路在CD4中的活性，阻断miR-142-3p可有效抑制CD4+CD25-T细胞的活化和增殖，但不能诱导其向调节性T细胞分化[19]。miRNA如何通过控制T细胞参与SLE的发病机制尚不完全清楚，有待进一步详细研究。

2.3 miRNA和DNA低甲基化 DNA甲基化修饰是在不改变真核生物基因核苷酸序列的条件下调控机体基因表达水平，参与机体生理和病理过程。目前发现DNA的低甲基化与SLE活动度呈正相关。Pan等[20]证明SLE患者和MRL/LPR狼疮小鼠中miR-21和miR-148a表达增加，两者均为DNA甲基化转移酶1(DNMT1)的表达导致DNA低甲基化的表观遗传学改变。miR-21通过靶向作为T细胞中DNMT1上游Ras-MAPK通路信号级联的关键调控因子的重要自身免疫基因Ras鸟氨酸释放蛋白1，间接抑制DNMT1的表达。根据Zhao等[21]研究，与健康对照组相比，SLE患者CD4+T细胞中miR-21的表达增加了BDH2的表达，同时阻止了SLE患者的细胞铁潴留和DNA低甲基化。

2.4 miRNA和DC持续活化 DC是人体中的抗原递送细胞(APC)，由树突状细胞(cDCS)、浆状细胞样树突状细胞(pDCS)、单核细胞来源的DCS(MoDCS)、树突状细胞(TolDCS)的多个细胞子集构成的高度异质的细胞群体。在自身免疫和自身炎症中起着灵活的作用，从保护性免疫到自身成分具有耐药性，到致病性自身免疫和不必要的炎症损伤，如果体内DC持续活化，则自身抗原可能会持续递增，致使SLE患者自身的免疫耐受性丧失。Hoogen等[22]通过整合miRNA和mRNA表达数据，考察pDCs中miRNA表达改变可能影响的通路。将miR-361-5p、miR-128-3p及miR-181-2-3p的预测靶基因与高IFN特征患者的上调基因交叉，共发现680个基因。对这些基因的通路富集揭示，这些miRNA在高IFN特征患者的pDCs中特异性减少。这些miRNA的靶基因在同一患者的pDCs中的表达提示这些miRNA调控参与pDC激活的关键信号通路基因的表达，如RIG-I信号通路和pDC凋亡。

2.5 miRNA与炎性细胞因子 炎性细胞因子是一组多肽类细胞调节物质的总称，包括白细胞介素(IL)、干扰素、生长因子、细胞刺激因子、肿瘤坏死因子等。郑杰等[23]收集SLE患者外周血中发现，与正常人相比，SLE患者肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、IL-6水平明显增高，并与狼疮活动呈正相关，激活NF-κB信号通路，诱导促炎症靶基因转录翻译，扩大免疫失衡[24]。Pan等[25]通过向BXSB小鼠静脉注射MS2-miR-146a VLPs，可以增加外周血中单个核细胞(PBMCs)中miR-146a的表达，然后观察到致病性自身抗体和炎症细胞因子的显著降低，表明miRNA是免疫可控的。Singh等[26]发现SLE患者与健康对照组相比，SLE患者血浆中IL-12和IL-21蛋白水平明显升高，PBMCs中炎性miR-21、miR-25和miR-186表达明显增加，抗炎性miR-146a表达明显降低。该实验的数据表明IL-12水平与miR-21和miR-25的表达呈正相关，而IL-21水平与miR-25和miR-186的表达呈正相关，与miR-146a的表达则呈负相关。有学者对19例SLE患者和17例健康人进行临床研究，结果显示SLE患者单核细胞和巨噬细胞中miR-4512水平显著降低，而中性粒细胞中miR-4512水平没有降低。miR-4512是促炎症细胞因子IL-1b、IL-12、TNF-α、IFN-g和IL-17的分泌同时促进抗炎细胞因子IL-4和IL-10的分泌[27]。

3 miRNA和狼疮性肾炎

SLE是一种累及全身多个脏器及系统的自身免疫性疾病，患者体内自身免疫应答功能紊乱并产生大量的自身抗体，与相应的抗原结合形成免疫复合物，从而引起肾脏、心肺系统、血液系统和中枢神经系统等部位相应组织及脏器的损害[28-29]。狼疮性肾炎(LN)是SLE最常见、最严重的并发症之一。在SLE患者中，超过70%的患者发生了LN。其中10%～30%的患者可作为慢性肾小球肾炎进展，以肾小球、肾小管及间质损害为特征，随着疾病的持续发展最终引起肾纤维化和终末期肾功能衰竭[30]。现阶段越来越多的证据表明，miRNA在LN发病机制中的作用日益被认识和重视[31-33]。在LN小鼠模型和LN患者的血液、尿液和肾脏组织中观察到不同miRNA水平的变化，这些miRNA可以调节免疫细胞和各种关键的炎症通路，它们的扰动有助于LN的异常免疫反应[34]。例如，miRNA调节肾小球系膜细胞(HRMCs)，HRMCs是肾小球的主要免疫调节细胞。一旦被激活，就可以分泌促炎细胞因子、生长因子和基质金属蛋白酶，均可引起肾脏损害[35-36]。Kong等[37]将miR-155模拟物导入经CXC类趋化因子配体13(CXCL13)处理后正常小鼠和MRL/LPR小鼠HRMCs，发现狼疮小鼠HRMCs的增殖率显著降低。此外，发现细胞内miR-155的增加也导致细胞外调节激酶(ERK)和转化生长因子β1的磷酸化水平降低，从而调控疾病基因表达。随着学者们对miRNA不断深入研究，将会为SLE临床诊断及靶向治疗提供新的依据。

4 结 语

近年来，关于miRNA参与SLE的发生、发展及预后的相关研究发展迅速。携带miRNA外泌体是介导细胞间信息载体，通过可介导IFN通路异常活化、T细胞功能异常、DNA低甲基化、DC持续活化、炎性因子等免疫刺激或免疫调节参与SLE一系列免疫相关的过程，可以作为诊断SLE的依据，监测SLE活动度及药物疗效的生物标志物，且一些激活miRNA药物开始进入Ⅰ期和Ⅱ期临床试验[38]，但在诸多因素的限制下，在临床未能得到很好的推广，需要寻找一种新的治疗用药。而我国传统医学联合西药在治疗系统性红斑狼疮中取得一定成果[39-41]，但中药成分所对应靶点研究甚少，仍处于探索阶段,至此迫切需要一种不良反应小、免疫原性较低的最佳给药系统的靶向效应，需要将中医药疗效机制与miRNA群学相互融合,挖掘中药或中药活性成分对狼疮miRNA基因靶点，为基因靶向治疗SLE提供新思路。