徐興偉 嵇 武 (南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院臨床學(xué)院/南京軍區(qū)南京總醫(yī)院全軍普通外科研究所，南京210002)

microRNAs是新發(fā)現(xiàn)的一類內(nèi)源性短鏈非編碼RNA分子，成熟的microRNAs規(guī)范針對30，50 UTR區(qū)，通過與靶基因的特異性相互作用來降解mRNA或者抑制靶基因的翻譯，也可以在特定條件下上調(diào)靶基因的翻譯和轉(zhuǎn)錄水平［1］。自從1993年首個microRNA在動物中發(fā)現(xiàn)以來，作為基因表達調(diào)節(jié)機制中極其重要的成員，人們發(fā)現(xiàn)約30%的動物基因可以預(yù)測為microRNA的靶基因，被其直接調(diào)控［2］，并參與發(fā)育調(diào)控、器官形成、腫瘤生成、細胞增殖與凋亡等生物學(xué)過程。最近一些關(guān)于microRNAs家族的實驗表明，多種microRNA參與免疫細胞的產(chǎn)生和分化、天然免疫和獲得性免疫應(yīng)答反應(yīng)，在維持免疫系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)，制止免疫系統(tǒng)疾病的發(fā)生，發(fā)揮著重要的作用［3，4］。

microRNA-155(miR-155)屬于microRNAs家族中的一員，是一種多功能的microRNA，它調(diào)控造血細胞和免疫細胞的發(fā)育分化，在淋巴癌、乳腺癌、結(jié)腸癌等多種癌組織或細胞系中高表達。miR-155編碼于被稱為B細胞融合集群的基因，在T、B細胞的分化發(fā)育中發(fā)揮十分重要的作用［5］，同時對免疫細胞進行監(jiān)管。目前，miR-155已被證明強有力地影響先天免疫和適應(yīng)性免疫過程，如炎癥介導(dǎo)，抗原提呈，T細胞分化，細胞因子的產(chǎn)生，調(diào)節(jié)性T細胞(Treg細胞)作用等［5，6］。本文就最新發(fā)現(xiàn)的 miR-155參與免疫細胞調(diào)節(jié)及一些免疫疾病中miR-155發(fā)揮的作用作一系統(tǒng)綜述。

1 microRNA-155與免疫調(diào)節(jié)

1．1 microRNA-155和天然免疫 作為機體防御病原微生物感染的第一道防線，天然免疫系統(tǒng)在機體受到感染的短時間內(nèi)，通過啟動識別病原體，產(chǎn)生干擾素和炎癥反應(yīng)來保護機體。廣泛調(diào)控基因表達的miR-155在此過程中發(fā)揮重要的作用:如miR-155的誘導(dǎo)受到天然免疫識別分子Toll樣受體(Toll like receptors，TLRs)調(diào)控，并通過髓樣分化因子 88(MyD88)或TRIF信號途徑上調(diào) miR-155表達，升高的miR-155則通過特定反饋機制來調(diào)節(jié)相關(guān)細胞因子，包括IL-4、CCL5等，從而保證正常炎癥反應(yīng)的進行。此外，miR-155可以通過SHIP1、TAB2等調(diào)控炎癥反應(yīng)的強度［7］，發(fā)揮負性調(diào)節(jié)作用，以防止過度炎癥反應(yīng)導(dǎo)致其他嚴重疾病。通過對單鏈RNA結(jié)合蛋白的KH型剪接調(diào)控蛋白(KSRP)基因敲除，證明LPS可誘導(dǎo) miR-155表達，而 miR-155同樣可以負反饋調(diào)節(jié)LPS誘導(dǎo)的炎癥介質(zhì)的表達。一些細胞因子可以間接調(diào)控miR-155的表達，如IFN-β、IFN-γ等通過TNF-α自分泌和旁分泌信號途徑間接誘導(dǎo)。McCoy等［8］最近發(fā)現(xiàn)，TLR4激活后，miR-155早期即可被IL-10發(fā)揮抑制作用，IL-10通過STAT3依賴性途徑抑制了miR-155的轉(zhuǎn)錄過程，并增加SHIP1的表達。另一種目標因子PU．1在miR-155的參與下調(diào)控樹突狀細胞的發(fā)育。因此，miR-155在天然免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮作用復(fù)雜，一旦缺乏可能會發(fā)生一系列的天然免疫缺陷。

1．2 microRNA-155和 B細胞 以往實驗表明，miR-155缺陷的小鼠不僅影響天然免疫作用，而且還表現(xiàn)出B細胞免疫的缺陷，這些缺陷的B細胞中很少有生發(fā)中心，并且沒有能力產(chǎn)生IgG1的高親和力抗體［9］。miR-155促進B細胞增殖及細胞因子的表達，通過胞苷脫氨酶(AID)和PU．1負性調(diào)控B細胞的發(fā)育和免疫球蛋白的產(chǎn)生。此外，B細胞發(fā)生同種型轉(zhuǎn)換和產(chǎn)生記憶細胞反應(yīng)也需要miR-155的參與。

1．3 microRNA-155和 T細胞、Th細胞、Treg細胞

miR-155等位基因突變小鼠對免疫接種反應(yīng)較低，無毒沙門氏菌免疫后也無法保護小鼠受有毒菌株攻擊，這是因為miR-155可以通過調(diào)節(jié)細胞因子生成量來實現(xiàn)對T細胞的調(diào)節(jié)。

以往的研究表明:miR-155對T細胞向Th1型分化影響較小，同時促進Th2型細胞IL-4、IL-5和IL-10的分泌，IL-10可以抑制免疫應(yīng)答和細胞因子的產(chǎn)生。進一步的研究顯示miR-155通過對關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子c-Maf的識別來增加Th2型細胞因子的生成。c-Maf是 IL-4強有力的反式激活物蛋白，是miR-155的主要作用位點。Banerjee［10］證明過度表達的miR-155+T細胞促進Th1細胞分化，但缺乏miR-155則朝著Th2細胞分化。

目前的數(shù)據(jù)還顯示，miR-155缺陷小鼠Th17細胞的數(shù)量大大減少。同時缺陷性產(chǎn)生IL-17的分泌，降低了 IL-22 的生成［11］。O'Connell［6］在研究miR-155和自身免疫性腦膜炎(EAE)的關(guān)系時發(fā)現(xiàn)，缺失miR-155的T細胞不能正常分化為Th17細胞，這可能涉及到某種機制，也可能與樹突狀細胞IL-6、IL-12、IL-23p19等細胞因子合成障礙有關(guān)。

Treg細胞可以維持免疫耐受，抑制Th細胞對機體的反應(yīng)。miR-155的高水平表達保持Treg細胞增殖的潛力［12］。其通過SOCS1來負性調(diào)節(jié)IL-2的信號通路，從而調(diào)控Treg的分化能力。因此對于Treg的發(fā)育是必不可少的。

1．4 microRNA-155和樹突狀細胞 樹突狀細胞最近被發(fā)現(xiàn)受到多種microRNA的調(diào)控，而miR-155對DC的免疫反應(yīng)有深遠的影響。miR-155可以抑制DC主要分子的表達，如抗原遞呈，T細胞活化，組成T細胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答抑制性通路［13］。通過miR-155對c-Fos的沉默表達是一個保守的過程，是DC成熟和功能實現(xiàn)的要求［14］。miR-155激活DC的作用有很多，如負性調(diào)節(jié)IL-1信號通路，通過靶基因TAB2來激活等，TAB2對前述IL-1信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路有負反饋的作用［15］。miR-155的表達同樣需適量，一旦過量則能誘導(dǎo)DC凋亡。一些細胞因子的高水平分泌，如IL-12p70，是通過miR-155對SOCS1信號通路作用產(chǎn)生的。在miR-155缺陷的，用GM-CSF培養(yǎng)的DC，Th1和Th17分化的關(guān)鍵因子 IL-12、IL-6、IL-23p19和IL-23p40顯著降低，同時降低TNF-α的生成［16］，這些DC難以誘導(dǎo)有效的T細胞活化，B細胞不能產(chǎn)生高親和力的抗體，也比野生型細胞更難凋亡。

DC成熟過程中，miR-155表達逐漸增加，而其作用靶點轉(zhuǎn)錄因子PU．1的表達卻呈相反的變化趨勢，缺失PU．1調(diào)節(jié)是miR-155缺陷表型的促進因素，這已在采用報告基因技術(shù)Hela細胞中得到證實。在單核細胞(MN)向DC演變中，miR-155下調(diào)PU．1的表達，下調(diào)DC表面的細胞間粘附因子-3，間接導(dǎo)致DC表面標志DC-SIGN表達降低，DC與病原結(jié)合及吞噬病原體的能力因此減弱［17］。

2 microRNA-155與免疫疾病

miR-155在彌漫性大B細胞淋巴瘤中高表達，缺乏則會導(dǎo)致 Burkitt淋巴瘤［18］。Sadakari等［19］通過對比胰腺癌和胰腺炎病人的胰液，發(fā)現(xiàn)胰液中的miR-155等具有成為診斷胰腺癌的生物標志物的潛力。miR-155通過提高炎癥性T細胞水平來促進自身免疫性炎癥的發(fā)展［11］。miR-155還能調(diào)節(jié)細胞因子信號1抑制體的表達而會影響移植物存活。

目前在許多自身免疫性疾病，包括類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(RA)，多發(fā)性硬化癥(MS)，系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE)都發(fā)現(xiàn)了異常表達 miR-155的蹤影［20］。Blüml等［11］運用小鼠模型證明 miR-155是適應(yīng)性和先天免疫反應(yīng)的必須因子，在小鼠自身免疫性關(guān)節(jié)炎的發(fā)病機制中有重要作用，沉默miR-155可以影響炎癥性T細胞的反應(yīng)并改善實驗性自身免疫性腦脊髓炎［21］。這些發(fā)現(xiàn)都可能開啟miR-155的干預(yù)治療作用，成為諸多免疫系統(tǒng)疾病的新靶點和新目標。

3 microRNA-155對抗病毒感染

宿主細胞在編碼miRNAs對抗病毒感染的同時，病毒自身的基因組也可以編碼miRNAs攻擊宿主細胞的防御系統(tǒng)。miR-155在病毒感染時被發(fā)現(xiàn)上調(diào)，并參與宿主的免疫反應(yīng)。miR-155抗病毒的主要機制并不在于像miR-146a促進Ⅰ型干擾素產(chǎn)生，而是通過作用于SOCS1增強干擾素的生物學(xué)效應(yīng)［22］。最近一項對乙肝的研究表明，機體miR-155的上調(diào)可能有助于病毒產(chǎn)生癌變，且過表達miR-155可以通過加強JAK/STAT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路來加強抗病毒免疫，并促進人肝癌細胞的間隙HBV的清除［23］。

4 microRNA-155的作用靶點PU．1

轉(zhuǎn)錄因子PU．1是目前各領(lǐng)域研究的熱點。作為Ets家族的成員之一，PU．1在造血細胞的生存、生長和分化方面起著重要的作用。PU．1主要表達于大多數(shù)的造血細胞，可以通過結(jié)合和抑制主要的紅系促進因子，阻斷紅系的分化［24］。在髓系和B細胞成熟過程中也是必不可少的，Leddin等［25］通過組建組織特異性模型，發(fā)現(xiàn)PU．1通過順式作用元件上的特殊結(jié)構(gòu)，在不同階段差異性的關(guān)聯(lián)指定轉(zhuǎn)錄因子來完成這一過程，PU．1與Flt3基因直接結(jié)合調(diào)控Flt3蛋白表達，隨后影響DC分化印證了這個原理。

PU．1和MafB之間的平衡對于單核細胞分化為巨噬細胞還是樹突細胞起著很重要的作用［26］。PKCδ誘導(dǎo)PU．1磷酸化，促進造血干細胞分化為樹突狀細胞［27］。最新的研究認為，PU．1是樹突狀細胞的主要調(diào)控子，雖然大量的轉(zhuǎn)錄因子參與了特異樹突狀細胞的分化，但已經(jīng)證實PU．1是所有樹突狀細胞亞群都必需的單個核心轉(zhuǎn)錄因子［16］。miR-155對PU．1的表達起到抑制作用。miR-155正是通過PU．1調(diào)控 DC發(fā)育的。在 DC中，PU．1在CD80和CD86的表達也起關(guān)鍵作用［28］。

一個單一的轉(zhuǎn)錄因子表達能決定細胞命運［29］。Foxler［30］通過 siRNA 技術(shù)，證明 PU．1 是抑癌基因LIMD1的一個重要的轉(zhuǎn)錄激活因子。Hikami等［31］對日本大樣本病人調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，PU．1的單核苷酸多態(tài)性導(dǎo)致了免疫病系統(tǒng)性紅斑狼瘡的易感性。NF-κB通過miR-155/PU．1途徑向下調(diào)節(jié)B細胞淋巴瘤的標記CD10的表達［32］。

5 前景和展望

十多年來，miR-155在造血系統(tǒng)，免疫細胞和相關(guān)信號通路方面的調(diào)節(jié)機制已經(jīng)被初步證明，但在諸多細節(jié)上仍有待于進一步探索。隨著miR-155特異性目標蛋白的逐步發(fā)現(xiàn)，研究人員對miR-155和其他相關(guān)microRNAs與免疫系統(tǒng)之間作用的研究將更加深入和直接?？傊鳛樵诟鞣N各樣的免疫細胞中具有強大廣泛監(jiān)管潛力的一員，miR-155不僅有著巨大的研究空間，而且對將來的癌癥攻克，新藥制成都能發(fā)揮舉足輕重的作用［33］。相信未來的研究將啟迪人們運用miR-155于多功能治療，如腫瘤、炎癥、移植免疫等各領(lǐng)域。

1 Filipowicz W，Bhattacharyya S N，Sonenberg N．Mechanisms of posttranscriptional regulation by microRNAs:are the answers in sight［J］．Nat Rev Genet，2008;9(2):102-114．

2 劉喬飛，楊榮存．微小RNA(microRNA)與免疫細胞分化及功能調(diào)節(jié)［J］．中國免疫學(xué)雜志，2010;26(6):567-571．

3 Iborra M，Bernuzzi F，Danese S et al．MicroRNAs in autoimmunity and inflammatory bowel disease:Crucial regulators in immune response［J］．Autoimmun Rev，2010;11(5):305-314．

4 Luo X，Yang W，Shen N et al．A functional variant in microRNA-146a promoter modulates its expression and confers disease risk for systemic lupus erythematosus［J］．PLoS Genet，2011;7(6):e1002128．

5 Zhou H，Huang X，Cui H et al．miR-155 and its star-form partner miR-155* cooperatively regulate type I interferon production by human plasmacytoid dendritic cells［J］．Blood，2010;116(26):5885-5894．

6 O'Connell R M，Kahn D，Gibson W S et al．MicroRNA-155 promotes autoimmune inflammation by enhancing inflammatory T cell development［J］．Immunity，2010;33(4):607-619

7 O'Connell R M，Chaudhuri A A，Rao D S et al．Inositol phosphatase SHIP1 is a primary target of miR-155［J］．Proc Natl Acad Sci USA，2009;106(17):7113-7118．

8 McCoy C E，Sheedy F J，Qualls J E et al．IL-10 inhibits miR-155 induction by toll-like receptors［J］．J Biol Chem，2010;285(27):20492-20498．

9 Rodriguez A，Vigorito E，Soond D R et al．Requirement of bic/microRNA-155 for normal immune function［J］．Science，2007;316:608-611．

10 Banerjee A，Schambach F，DeJong C S et al．Micro-RNA-155 inhibits IFN-gamma signaling in CD4+T cells［J］．Eur J Immunol，2010;40:225-231．

11 Blüml S，Bonelli M，Niederreiter B et al．Essential role for micro-RNA 155 in the pathogenesis of autoimmune arthritis［J］．Arthritis Rheum，2011;63(5):1281-1288．

12 Lu L F，Thai T H，Tanaka K et al．Foxp3-dependent microRNA155 confers competitive fitness to regulatory T cells by targeting SOCS1 protein［J］．Immunity，2009;30:80-91．

13 Mao C P，He L，Wu T C et al．In vivo microRNA-155 expression influences antigen-specific T cell-mediated immune responses generated by DNA vaccination［J］．Cell Biosci，2011;1(1):3-3．

14 Dunand-Sauthier I，Santiago-Raber M L，Capponi L et al．Silencing of c-Fos expression by microRNA-155 is critical for dendritic cell maturation and function［J］．Blood，2011;117(17):4490-4500．

15 Ceppi M，Pereira P M，Santos M A et al．MicroRNA-155 modulates the interleukin-1 signaling pathway in activated human monocyte-derived dendritic cells［J］．Proc Natl Acad Sci USA，2009;106:2735-2740．

16 Carotta S，Dakic A，Wu L et al．The transcription factor PU．1 controls dendritic cell development and Flt3 cytokine receptor expression in a dose-dependent manner［J］．Immunity，2010;32(5):583-585．

17 Martinez-Nunez R T，Louafi F，F(xiàn)riedmann P S et al．MicroRNA-155 modulates the pathogen binding ability of dendritic cells(DCs)by down-regulation of DC-specific intercellular adhesion molecule-3 grabbing non-integrin(DC-SIGN)［J］．J Biol Chem，2009;284(24):16334-16342．

18 Costinean S，Zanesi N，Heerema N et al．Pre-B cell proliferation and lymphoblastic leukemia/high-grade lymphoma in E(mu)-miR155 transgenic mice［J］．Proc Natl Acad Sci USA，2006;103:7024-7029．

19 Sadakari Y，Ohtsuka T ，Tanaka M et al．MicroRNA expression analyses in preoperative pancreatic juice samples of pancreatic ductal adenocarcinoma［J］．JOP，2010;11(6):587-592．

20 Wang G，Tam L S，Luk C C et al．Serum and urinary cell-free MiR-146a and MiR-155 in patients with systemic lupus erythematosus［J］．J Rheumatol，2010;37:2516-2522．

21 Murugaiyan G，V Beynon，Weiner H L et al．Silencing MicroRNA-155 ameliorates experimental autoimmune encephalomyelitis［J］．J Immunol，2011;187(5):2213-2221．

22 Wang P，Hou J，Lin L et al．Inducible microRNA-155 Feedback promotes typeⅠIFN signaling in antiviral innate immunity by targeting suppressor of cytokine signaling 1［J］．J Immunol，2010;185(10):6226-6233．

23 Su C，Hou Z，Zhang J et al．Ectopic expression of microRNA-155 enhances innate antiviral immunity against HBV infection in human hepatoma cells［J］．Virol J，2011;8(1):354-354．

24 Wontakal SN，Guo X，Skoultchi A I et al．A large gene network in immature erythroid cells is controlled by the myeloid and B cell transcriptional regulator PU．1［J］．PLoS Genet，2011;7(6):e1001392．

25 Leddin M，Perrod C，Heinz S et al．Two distinct auto-regulatory loops operate at the PU．1 locus in B cells and myeloid cells［J］．Blood，2011;117(21):2827-2838．

26 薛志科，金 潔．Pu．1與造血系統(tǒng)發(fā)育和造血系統(tǒng)疾病的關(guān)系［J］．中華血液學(xué)雜志，2006;27(6):424-425．

27 Hamdorf M，Berger A，F(xiàn)lory E et al．PKCδ-induced PU．1 phosphorylation promotes hematopoietic stem cell differentiation to dendritic cells［J］．Stem Cells，2011;29(2):297-306．

28 Kanada S，Nishiyama C，Okumura K et al．Critical role of transcription factor PU．1 in the expression of CD80 and CD86 on dendritic cells［J］．Blood，2011;117(7):2211-2222．

29 Nakajima H．Role of transcription factors in differentiation and reprogramming of hematopoietic cells［J］．Keio J Med，2011;60(2):47-55．

30 Foxler D E，James V，Sharp T V et al．PU．1 is a major transcriptional activator of the tumour suppressor gene LIMD1［J］．FEBS Lett，2011;585(7):1089-1096．

31 Hikami K，Kawasaki A，Ito I et al．Association of a functional polymorphism in the 3'-untranslated region of SPI1 with systemic lupus erythematosus［J］．Arthritis Rheum，2011;63(3):755-763．

32 Thompson R C，Herscovitch M，Gilmore T D et al．NF-kappaB down-regulates expression of the B-lymphoma marker CD10 through a miR-155/PU．1 pathway［J］．J Biol Chem，2011;286(3):1675-1682．

33 Leng R X，Pan H F，Ye D Q et al．Role of microRNA-155 in autoimmunity［J］．Cytokine Growth Factor Rev，2011;22(3):141-147．