井維堯,杜小正△,方曉麗,張小娜,何文潔,劉 翠,袁 博

(1.甘肅中醫(yī)藥大學(xué),蘭州 730000;2.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院,蘭州 730000)

類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis, RA)是以關(guān)節(jié)滑膜炎癥為主要病理特征的自身免疫疾病,發(fā)病具有進(jìn)行性、致殘性的特點(diǎn),可并發(fā)多臟器侵害,嚴(yán)重危害人類(lèi)健康[1]。RA全球發(fā)病率約為0.5%～1%,女性發(fā)病率高于男性[2]。其具體發(fā)病機(jī)制尚不明確,持續(xù)的滑膜炎癥是導(dǎo)致RA病情發(fā)展的最主要因素。臨床給予甲氨蝶呤、來(lái)氟米特、糖皮質(zhì)激素等藥物治療可明顯改善病情,延緩疾病進(jìn)展,但長(zhǎng)期用藥不僅使患者產(chǎn)生耐受,也會(huì)對(duì)患者的循環(huán)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等造成損害[3]。中醫(yī)藥治療RA具有一定的優(yōu)勢(shì),而作用機(jī)制不明是目前限制中醫(yī)藥發(fā)展的難題。

Toll樣受體(toll like receptor,TLR)4/核因子(nuclear factor,NF)-κB是RA炎癥網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)典的促炎通路之一,與血管翳、軟骨破壞密切相關(guān),該通路可激活下游信號(hào)轉(zhuǎn)錄白細(xì)胞介素(interleukin,IL)-1、IL-6[4]、基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)-9[5]等炎癥因子引發(fā)炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)及軟骨破壞;并可上調(diào)B淋巴細(xì)胞瘤(B cell lymphoma, Bcl)-2、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony stimulating factor,GM-CSF)的表達(dá)增加成纖維樣滑膜細(xì)胞(fibroblast like synoviocyte,FLS)的侵蝕和遷移能力,導(dǎo)致骨破壞加劇[6],同時(shí)還促進(jìn)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)的表達(dá)[7],誘導(dǎo)血管翳生成。

小核糖核苷酸(microRNA,miR)-155可提升TLR4/NF-κB活性,且與RA炎癥水平呈正相關(guān)[8]。研究表明,中醫(yī)藥治療可通過(guò)調(diào)節(jié)miR-155水平[9]及TLR4/NF-κB通路活性[10]減輕RA炎癥反應(yīng)。整體調(diào)節(jié)、免疫調(diào)控是中醫(yī)藥的優(yōu)勢(shì)所在,通過(guò)miR-155調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞分化及功能將是中醫(yī)藥今后的研究熱點(diǎn)。故本文針對(duì)以上問(wèn)題,較全面地總結(jié)了miR-155對(duì)免疫細(xì)胞的調(diào)控作用及調(diào)節(jié)TLR4/NF-κB活性促進(jìn)RA炎癥的關(guān)鍵機(jī)制,并基于該信號(hào)軸對(duì)中醫(yī)藥緩解RA炎癥進(jìn)行述評(píng),為進(jìn)一步研究提供思路。

1 miR-155可誘導(dǎo)免疫細(xì)胞分化,促使RA發(fā)病并增加炎癥反應(yīng)

miRNA約有22個(gè)核苷酸大小,由DNA轉(zhuǎn)錄剪切成初始miRNA后,再經(jīng)Dicer酶剪切并解體而成。miRNA主要通過(guò)裝配成RNA沉默復(fù)合體并通過(guò)堿基序列配對(duì)的方式結(jié)合mRNA的3 ’UTR區(qū)域來(lái)抑制mRNA的翻譯。miR-155位于人類(lèi)21號(hào)染色體B細(xì)胞非編碼集合基因簇中的第3個(gè)外顯子中,成熟的miR-155的單鏈序列為5 ’-UUAAUGCUAAUCGUGAUAGGGG-3 ’,miR-155廣泛表達(dá)于免疫細(xì)胞中,可調(diào)控免疫細(xì)胞的發(fā)育、分化過(guò)程,與RA發(fā)病相關(guān)。

1.1 調(diào)節(jié)T細(xì)胞的分化及免疫耐受

Zhang等[11]研究發(fā)現(xiàn)miR-155可調(diào)控CD4+T細(xì)胞對(duì)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cell,Treg)介導(dǎo)的免疫抑制的敏感性,在Treg介導(dǎo)的免疫耐受過(guò)程發(fā)揮重要調(diào)節(jié)作用。此外,miR-155對(duì)于Th17細(xì)胞的分化也有明顯調(diào)控作用,miR-155缺乏的CD4+T細(xì)胞中DNA結(jié)合蛋白Jarid2表達(dá)上調(diào),Jarid2可招募多硫抑制復(fù)合物(polycomb repressive complex,Prc)2至染色質(zhì)中并增加其與H3K27組蛋白的甲基化結(jié)合,進(jìn)而抑制Th17的分化。miR-155亦可通過(guò)靶向JAK激酶(janus kinase,JAK)/信號(hào)傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活蛋白(signal transducer and activator of transcription,STAT)通路調(diào)節(jié)Treg/Th17的平衡,并增加IL-17的產(chǎn)生,促進(jìn)RA炎癥的發(fā)展[12]。相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子與miRNA的相互作用是RA患者中Treg/Th17失衡的重要因素,miR-155與smad3、smad4、STAT3等轉(zhuǎn)錄因子均有密切關(guān)系,其表達(dá)的升高將抑制Treg分化,加重RA炎癥反應(yīng)[13]。miR-155高表達(dá)的CD4+T細(xì)胞則優(yōu)先分化為T(mén)h1細(xì)胞,而Th1/Th2細(xì)胞的失衡也是介導(dǎo)RA的重要原因之一[14]。

1.2 誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞分化

巨噬細(xì)胞(macrophages,M?)1型有抗感染作用,但比例過(guò)高易引起炎癥反應(yīng)及免疫損傷。miR-155有誘導(dǎo)M1極化、抑制M2極化、促進(jìn)巨噬細(xì)胞炎性反應(yīng)的功能[15]。研究發(fā)現(xiàn)RA患者體內(nèi)M1型細(xì)胞比例高于常人,并可通過(guò)誘導(dǎo)破骨細(xì)胞分化加重軟骨破壞[16]。Jablonski等[17]發(fā)現(xiàn),M1型巨噬細(xì)胞在脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)聯(lián)合干擾素(interferon,IFN)-γ刺激后,miR-155水平迅速上升并促使M1巨噬細(xì)胞分泌大量IL-1β、一氧化氮合酶(inducible NOS,iNOS)、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α等炎癥因子,而敲除miR-155后,M1對(duì)LPS聯(lián)合IFN-γ刺激的反應(yīng)能力下降了72%。骨關(guān)節(jié)炎研究發(fā)現(xiàn),關(guān)節(jié)滑膜液中miR-155高表達(dá)可誘導(dǎo)M1的極化,并通過(guò)靶向半胱天冬氨酸蛋白酶(cysteine-aspartic acid protease,Caspase)-3減少巨噬細(xì)胞凋亡,加劇骨關(guān)節(jié)炎中的骨破壞進(jìn)程[18]。

1.3 介導(dǎo)樹(shù)突狀細(xì)胞引發(fā)自身免疫反應(yīng)

miR-155可通過(guò)靶向轉(zhuǎn)錄因子mafb促使單核細(xì)胞向樹(shù)突狀細(xì)胞(dendritic cells,DC)分化,使用miR-155拮抗劑可上調(diào)mafb表達(dá),抑制DC細(xì)胞分化,miR-155同樣是TNF-α誘導(dǎo)DC形成的關(guān)鍵[19]。DC細(xì)胞與T細(xì)胞的相互作用是自身免疫疾病產(chǎn)生的基礎(chǔ),Wehr等[20]發(fā)現(xiàn),早期RA患者滑膜組織中DC細(xì)胞向T細(xì)胞發(fā)生聚集。而miR-155可抑制DC細(xì)胞內(nèi)SH2結(jié)構(gòu)域肌醇-5-磷酸酶(SH2 domain-containing inositol 5'-phosphatase,SHIP)1的表達(dá)水平,進(jìn)而影響DC細(xì)胞的免疫耐受程度,并增加炎癥因子的產(chǎn)生,而DC內(nèi)高表達(dá)的miR-155可破壞體內(nèi)自身免疫耐受水平并促進(jìn)CD8介導(dǎo)的自身免疫反應(yīng)[21-22]。

1.4 調(diào)節(jié)B細(xì)胞免疫能力

miR-155缺失的小鼠生發(fā)中心B細(xì)胞數(shù)量減少,免疫反應(yīng)性以及免疫球蛋白抗體G1產(chǎn)生減少,導(dǎo)致免疫功能低下[23]。Alivernini等[24]發(fā)現(xiàn),miR-155在RA患者滑膜組織B細(xì)胞中高表達(dá),其通過(guò)抑制B細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄因子PU.1的表達(dá)促使B細(xì)胞抗體分泌,可介導(dǎo)自身免疫反應(yīng),而抑制miR-155的表達(dá)可使PU.1表達(dá)上調(diào),并抑制B細(xì)胞受體交聯(lián)誘導(dǎo)的抗體產(chǎn)生。

臨床研究顯示miR-155與RA患者關(guān)節(jié)疼痛、腫脹程度及炎癥因子IL-1β、IL-6、IL-17水平呈正相關(guān)[25]。實(shí)驗(yàn)表明,miR-155過(guò)表達(dá)的RA滑膜組織CD14+細(xì)胞可通過(guò)靶向抑制SHIP1的水平以上調(diào)TNF-α、IL-6、IL-1β、IL-8等促炎因子的表達(dá),并且減少了IL-10等抑炎因子的分泌,使用miR-155抑制劑可顯著減少TNF-α的產(chǎn)生,并可抑制LPS誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng),而miR-155缺乏的小鼠可抵抗膠原誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎癥,對(duì)自身免疫反應(yīng)具有抑制性[21]。

2 TLR4/NF-κB是miR-155加重RA炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵通路

TLR4/NF-κB通路是經(jīng)典的RA炎癥通路之一。而miR-155可通過(guò)靶向細(xì)胞因子信號(hào)傳導(dǎo)抑制蛋白(suppressor of cytokine signaling, SOCS)1、SHIP1等細(xì)胞因子促進(jìn)該通路激活,介導(dǎo)炎癥反應(yīng)。

2.1 miR-155靶向SOCS1增加TLR4/NF-κB通路活性

雙熒光素酶報(bào)告基因檢測(cè)發(fā)現(xiàn)miR-155可與SOCS1 3 ’UTR區(qū)域結(jié)合,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)高表達(dá)miR-155小鼠模型中SOCS1的蛋白水平顯著下調(diào),miR-155可靶向SOCS1來(lái)促進(jìn)TLR/NF-κB的激活,增加了IL-6、TNF-α的產(chǎn)生并加重了小鼠肝臟缺血再灌注的炎癥損傷[26]。SOCS1是JAK/STAT信號(hào)通路的經(jīng)典抑制分子,具有抗炎的作用,而JAK/STAT作為細(xì)胞炎癥通路之一,其磷酸化的過(guò)程可將絲裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase, MAPK)、磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidyl inositol 3 kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,PKB又稱(chēng)AKT)、TLR4/NF-κB等信號(hào)通路聯(lián)系在一起,共同調(diào)節(jié)炎癥過(guò)程。另外,LPS誘導(dǎo)免疫炎癥主要由TLR4信號(hào)通路所介導(dǎo),而研究證實(shí)SOCS1缺陷小鼠對(duì)LPS的耐受能力下降,并且敲除SOCS1的巨噬細(xì)胞在LPS刺激時(shí)會(huì)引起更多的核因子κB抑制蛋白(inhibitor of nuclear factor kappa-B,IκB)磷酸化[27]。相反,強(qiáng)制表達(dá)SOCS1可抵抗LPS誘導(dǎo)的NF-κB的核移位,SOCS1有抑制TLR4/NF-κB通路來(lái)減輕炎癥反應(yīng)的作用。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)SOCS1可與TLR4轉(zhuǎn)導(dǎo)分子Toll/白介素-1受體(toll/interleukin-1 receptor,TIR)相結(jié)合,在TLR4信號(hào)通路激活過(guò)程中直接起到負(fù)調(diào)控的作用,轉(zhuǎn)導(dǎo)分子白細(xì)胞介素-1受體相關(guān)激酶(interleukin-1 receptor associated kinase,IRAK)也是SOCS1的靶標(biāo)之一,SOCS1通過(guò)SH2結(jié)構(gòu)域與IRAK直接相聯(lián),可抑制IRAK的激活過(guò)程[28-29]。SOCS1還可靶向TLR4下游NF-κB P65以抑制其核轉(zhuǎn)位,并且可通過(guò)泛素化作用介導(dǎo)p65的降解,減少炎癥因子的轉(zhuǎn)錄[30]。綜合研究提示SOCS1可抑制TLR4/NF-κB介導(dǎo)的炎癥反應(yīng),而miR-155可靶向SOCS1減少其抑制作用。

2.2 miR-155靶向SHIP1促使NF-κB核移位

miR-155可調(diào)控慢性炎癥的發(fā)展,使用miR-155海綿可減輕炎癥反應(yīng)以及NF-κB的活化,miR-155海綿的抗炎機(jī)制與其靶點(diǎn)SHIP1有關(guān)[31]。O'Connell等[32]發(fā)現(xiàn),巨噬細(xì)胞在LPS刺激后SHIP1的表達(dá)增加,高表達(dá)SHIP1可以阻斷TLR4與髓樣分化因子(myeloid differentiation factor,Myd)88的轉(zhuǎn)導(dǎo)并抑制多通路的激活以及IκB的降解。雖然SHIP1可阻斷PI3K/AKT通路的活化來(lái)抑制炎癥發(fā)展,且腫瘤壞死因子相關(guān)受體(tumor necrosis factor receptor associated factor,TRAF)6也可通過(guò)激活PI3K/AKT信號(hào)通路激活核因子κB激酶抑制劑(inhibitor of nuclear factor kappa-B kinase,IKK)引起P65核轉(zhuǎn)移[33],但An[34]等人對(duì)LPS刺激的巨噬細(xì)胞使用PI3K通路抑制劑LY294002處理,其SHIP1高表達(dá)后仍可抑制巨噬細(xì)胞炎癥因子產(chǎn)生,且PI3K抑制劑不能顯著阻斷SHIP1對(duì)NF-κB磷酸化的抑制作用,證明TLR4/NF-κB通路在SHIP1的抑炎作用中具有關(guān)鍵作用。

miR-155靶向SOCS1、SHIP1后,降低了兩種炎癥通路負(fù)向調(diào)控因子的轉(zhuǎn)錄,以此增加了TLR4/NF-κB通路活性,加重了RA炎癥反應(yīng),見(jiàn)圖1。

圖1 miR-155抑制SHIP1、SOCS1促進(jìn)TLR4/NF-κB的激活

3 miR-155/TLR4/NF-κB信號(hào)軸在中醫(yī)藥治療RA中的重要作用

臨床研究提示中藥復(fù)方[35]、針灸[36]等治療RA療效明確,可延緩病情發(fā)展,減輕炎癥反應(yīng)。但中醫(yī)藥基礎(chǔ)研究薄弱,是阻撓其發(fā)展的關(guān)鍵,明確中醫(yī)藥治療RA的具體分子機(jī)制可為中醫(yī)藥的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ),同時(shí)有利于中醫(yī)藥成果的轉(zhuǎn)化。

中藥復(fù)方含有多種有效成分,在機(jī)體中共同作用,具有多靶點(diǎn),整體調(diào)節(jié)的優(yōu)勢(shì)。而miRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)有類(lèi)似于中藥復(fù)方調(diào)節(jié)的特點(diǎn),或可揭示復(fù)方治療RA的關(guān)鍵機(jī)制。趙晶晶等[37]基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)探討桃紅四物湯治療RA的內(nèi)在機(jī)制,KEGG分析顯示其作用機(jī)制與TLR及NF-κB通路密切相關(guān),為經(jīng)方研究提供了思路。韓隆胤等[38]研究顯示,斷藤益母湯可抑制LPS誘導(dǎo)的RA患者軟骨細(xì)胞中IKK、IκBα及NF-κB蛋白的磷酸化,減少I(mǎi)L-6、MMP-9的產(chǎn)生,對(duì)軟骨破壞起到保護(hù)作用。靖衛(wèi)霞等[39]探究化瘀通絡(luò)方對(duì)CIA大鼠滑膜炎癥的改善作用,治療結(jié)束后CIA大鼠滑膜病理評(píng)分及滑膜微血管記數(shù)均有明顯下降,且血清中miR-155、IFN-γ、IL-2水平均有減少,并可增加IL-10、IL-4等抑炎因子的表達(dá)。柳慶坤等[40]探究復(fù)方追風(fēng)透骨膠囊對(duì)RA大鼠的治療機(jī)制,證實(shí)其可通過(guò)下調(diào)miR-155及轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(transforming growth factor,TGF)-β1的水平改善RA大鼠關(guān)節(jié)炎癥及腫脹程度,但下游機(jī)制還需進(jìn)一步探索。同時(shí),王慧蓮等[41]臨床試驗(yàn)探究宣痹湯對(duì)RA患者的治療作用,患者經(jīng)治療后紅細(xì)胞沉降量(erythrocyte sedimentation rate,ESR)、C反應(yīng)蛋白(C-reactive protein,CRP)水平較前明顯下降,且患者血清血栓素(thromboxane,TX)B2、血小板α-顆粒膜蛋白(α-granule membrane protein,GMP140)、TNF-α、IL-17、IKKβ、NF-κB p65、miR-155等水平均有明顯下調(diào),表明宣痹湯改善RA患者血液高凝狀態(tài)的機(jī)制與下調(diào)miR-155/NF-κB通路有關(guān)。

研究發(fā)現(xiàn),黃芪有效成分黃芪甲苷可抑制RA-FLS的增殖活力,并減少I(mǎi)L-6的產(chǎn)生,其機(jī)制與下調(diào)c-Jun氨基末端激酶(c-jun N-terminal kinase,JNK)通路有關(guān)[42],而JNK是TLR4/NF-κB通路中重要的蛋白激酶之一,在血管炎癥的研究中,黃芪甲苷可通過(guò)抑制TLR4/NF-κB通路緩解炎癥反應(yīng)[43]。

針灸作為中醫(yī)重要組成部分,臨床治療RA安全有效,Meta分析指出艾灸聯(lián)合西藥可明顯改善患者癥狀,降低活動(dòng)度[44]。實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)艾灸干預(yù)RA家兔可降低孤核受體(retinoid relate dorphan receptor,ROR) γt 的mRNA表達(dá),減少I(mǎi)L-17產(chǎn)生,可能對(duì)體內(nèi)Th17/Treg平衡起到調(diào)節(jié)作用[45]。同樣,使用艾灸干預(yù)佐劑性關(guān)節(jié)炎大鼠可減輕其后肢腫脹程度及滑膜的炎性浸潤(rùn),并減少滑膜組織中IL-1、TNF-α的水平;還可減少M(fèi)yD88、TLR4、NF-κB p65、IkBa mRNA的表達(dá),表明TLR4/NF-κB通路在艾灸抑炎機(jī)制中有關(guān)鍵作用[46]。朱艷等[47]進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)指出,艾灸大鼠“足三里”“腎俞”等穴位不僅可降低TLR4/NF-κB通路的活性,還可下調(diào)miR-155的表達(dá)。臨床應(yīng)用針刺治療RA則可降低患者RF、ESR、CRP水平[48],減輕患者疼痛及膝關(guān)節(jié)腫脹,針刺機(jī)制研究指出激活TLR4受體可能是針灸效應(yīng)的關(guān)鍵啟動(dòng)過(guò)程[49]。還有研究表明電針干預(yù)CIA大鼠可下調(diào)TLR4/NF-κB通路活性,減輕炎癥反應(yīng)及足趾腫脹程度,而進(jìn)一步從轉(zhuǎn)錄組學(xué)角度探究針刺治療的分子機(jī)制或可為相關(guān)研究提供廣闊的前景[50]。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

miR-155可調(diào)節(jié)多種免疫細(xì)胞的分化及功能,高表達(dá)的miR-155能促進(jìn)巨噬細(xì)胞M1極化、破壞Treg/Th17平衡、誘導(dǎo)B細(xì)胞產(chǎn)生自身抗體,故miR-155在誘導(dǎo)RA發(fā)病及促進(jìn)炎癥方面有關(guān)鍵作用。而miR-155通過(guò)抑制SOCS1及SHIP1的表達(dá)促進(jìn)TLR4/NF-κB通路的激活,放大炎癥反應(yīng)則是滑膜炎癥持續(xù)的關(guān)鍵因素。中醫(yī)藥治療RA療效顯著,可減輕炎癥反應(yīng),內(nèi)在機(jī)制與miR-155/TLR4/NF-κB信號(hào)軸活性密切相關(guān)。本文通過(guò)綜述中醫(yī)藥的研究發(fā)現(xiàn),該信號(hào)軸在RA及中醫(yī)藥中的研究尚不完全,未來(lái)可從本信號(hào)軸調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞分化角度進(jìn)行探究。此外,NF-κB通路除介導(dǎo)炎癥外還參與氧化應(yīng)激反應(yīng)及物質(zhì)代謝過(guò)程,這些與RA均存在密切聯(lián)系[51-52],但目前在該方面研究較少。綜上,miR-155/TLR4/NF-κB信號(hào)軸具有較大的挖掘價(jià)值,可為中醫(yī)藥的基礎(chǔ)研究提供新思路。