microRNA-155的研究进展①

徐兴伟 嵇 武 (南京大学医学院临床学院/南京军区南京总医院全军普通外科研究所，南京210002)

microRNAs是新发现的一类内源性短链非编码RNA分子，成熟的microRNAs规范针对30，50 UTR区，通过与靶基因的特异性相互作用来降解mRNA或者抑制靶基因的翻译，也可以在特定条件下上调靶基因的翻译和转录水平［1］。自从1993年首个microRNA在动物中发现以来，作为基因表达调节机制中极其重要的成员，人们发现约30%的动物基因可以预测为microRNA的靶基因，被其直接调控［2］，并参与发育调控、器官形成、肿瘤生成、细胞增殖与凋亡等生物学过程。最近一些关于microRNAs家族的实验表明，多种microRNA参与免疫细胞的产生和分化、天然免疫和获得性免疫应答反应，在维持免疫系统稳态，制止免疫系统疾病的发生，发挥着重要的作用［3，4］。

microRNA-155(miR-155)属于microRNAs家族中的一员，是一种多功能的microRNA，它调控造血细胞和免疫细胞的发育分化，在淋巴癌、乳腺癌、结肠癌等多种癌组织或细胞系中高表达。miR-155编码于被称为B细胞融合集群的基因，在T、B细胞的分化发育中发挥十分重要的作用［5］，同时对免疫细胞进行监管。目前，miR-155已被证明强有力地影响先天免疫和适应性免疫过程，如炎症介导，抗原提呈，T细胞分化，细胞因子的产生，调节性T细胞(Treg细胞)作用等［5，6］。本文就最新发现的 miR-155参与免疫细胞调节及一些免疫疾病中miR-155发挥的作用作一系统综述。

1 microRNA-155与免疫调节

1．1 microRNA-155和天然免疫 作为机体防御病原微生物感染的第一道防线，天然免疫系统在机体受到感染的短时间内，通过启动识别病原体，产生干扰素和炎症反应来保护机体。广泛调控基因表达的miR-155在此过程中发挥重要的作用:如miR-155的诱导受到天然免疫识别分子Toll样受体(Toll like receptors，TLRs)调控，并通过髓样分化因子 88(MyD88)或TRIF信号途径上调 miR-155表达，升高的miR-155则通过特定反馈机制来调节相关细胞因子，包括IL-4、CCL5等，从而保证正常炎症反应的进行。此外，miR-155可以通过SHIP1、TAB2等调控炎症反应的强度［7］，发挥负性调节作用，以防止过度炎症反应导致其他严重疾病。通过对单链RNA结合蛋白的KH型剪接调控蛋白(KSRP)基因敲除，证明LPS可诱导 miR-155表达，而 miR-155同样可以负反馈调节LPS诱导的炎症介质的表达。一些细胞因子可以间接调控miR-155的表达，如IFN-β、IFN-γ等通过TNF-α自分泌和旁分泌信号途径间接诱导。McCoy等［8］最近发现，TLR4激活后，miR-155早期即可被IL-10发挥抑制作用，IL-10通过STAT3依赖性途径抑制了miR-155的转录过程，并增加SHIP1的表达。另一种目标因子PU．1在miR-155的参与下调控树突状细胞的发育。因此，miR-155在天然免疫调节中发挥作用复杂，一旦缺乏可能会发生一系列的天然免疫缺陷。

1．2 microRNA-155和 B细胞 以往实验表明，miR-155缺陷的小鼠不仅影响天然免疫作用，而且还表现出B细胞免疫的缺陷，这些缺陷的B细胞中很少有生发中心，并且没有能力产生IgG1的高亲和力抗体［9］。miR-155促进B细胞增殖及细胞因子的表达，通过胞苷脱氨酶(AID)和PU．1负性调控B细胞的发育和免疫球蛋白的产生。此外，B细胞发生同种型转换和产生记忆细胞反应也需要miR-155的参与。

1．3 microRNA-155和 T细胞、Th细胞、Treg细胞

miR-155等位基因突变小鼠对免疫接种反应较低，无毒沙门氏菌免疫后也无法保护小鼠受有毒菌株攻击，这是因为miR-155可以通过调节细胞因子生成量来实现对T细胞的调节。

以往的研究表明:miR-155对T细胞向Th1型分化影响较小，同时促进Th2型细胞IL-4、IL-5和IL-10的分泌，IL-10可以抑制免疫应答和细胞因子的产生。进一步的研究显示miR-155通过对关键转录因子c-Maf的识别来增加Th2型细胞因子的生成。c-Maf是 IL-4强有力的反式激活物蛋白，是miR-155的主要作用位点。Banerjee［10］证明过度表达的miR-155+T细胞促进Th1细胞分化，但缺乏miR-155则朝着Th2细胞分化。

目前的数据还显示，miR-155缺陷小鼠Th17细胞的数量大大减少。同时缺陷性产生IL-17的分泌，降低了 IL-22 的生成［11］。O'Connell［6］在研究miR-155和自身免疫性脑膜炎(EAE)的关系时发现，缺失miR-155的T细胞不能正常分化为Th17细胞，这可能涉及到某种机制，也可能与树突状细胞IL-6、IL-12、IL-23p19等细胞因子合成障碍有关。

Treg细胞可以维持免疫耐受，抑制Th细胞对机体的反应。miR-155的高水平表达保持Treg细胞增殖的潜力［12］。其通过SOCS1来负性调节IL-2的信号通路，从而调控Treg的分化能力。因此对于Treg的发育是必不可少的。

1．4 microRNA-155和树突状细胞 树突状细胞最近被发现受到多种microRNA的调控，而miR-155对DC的免疫反应有深远的影响。miR-155可以抑制DC主要分子的表达，如抗原递呈，T细胞活化，组成T细胞介导的免疫应答抑制性通路［13］。通过miR-155对c-Fos的沉默表达是一个保守的过程，是DC成熟和功能实现的要求［14］。miR-155激活DC的作用有很多，如负性调节IL-1信号通路，通过靶基因TAB2来激活等，TAB2对前述IL-1信号转导通路有负反馈的作用［15］。miR-155的表达同样需适量，一旦过量则能诱导DC凋亡。一些细胞因子的高水平分泌，如IL-12p70，是通过miR-155对SOCS1信号通路作用产生的。在miR-155缺陷的，用GM-CSF培养的DC，Th1和Th17分化的关键因子 IL-12、IL-6、IL-23p19和IL-23p40显著降低，同时降低TNF-α的生成［16］，这些DC难以诱导有效的T细胞活化，B细胞不能产生高亲和力的抗体，也比野生型细胞更难凋亡。

DC成熟过程中，miR-155表达逐渐增加，而其作用靶点转录因子PU．1的表达却呈相反的变化趋势，缺失PU．1调节是miR-155缺陷表型的促进因素，这已在采用报告基因技术Hela细胞中得到证实。在单核细胞(MN)向DC演变中，miR-155下调PU．1的表达，下调DC表面的细胞间粘附因子-3，间接导致DC表面标志DC-SIGN表达降低，DC与病原结合及吞噬病原体的能力因此减弱［17］。

2 microRNA-155与免疫疾病

miR-155在弥漫性大B细胞淋巴瘤中高表达，缺乏则会导致 Burkitt淋巴瘤［18］。Sadakari等［19］通过对比胰腺癌和胰腺炎病人的胰液，发现胰液中的miR-155等具有成为诊断胰腺癌的生物标志物的潜力。miR-155通过提高炎症性T细胞水平来促进自身免疫性炎症的发展［11］。miR-155还能调节细胞因子信号1抑制体的表达而会影响移植物存活。

目前在许多自身免疫性疾病，包括类风湿性关节炎(RA)，多发性硬化症(MS)，系统性红斑狼疮(SLE)都发现了异常表达 miR-155的踪影［20］。Blüml等［11］运用小鼠模型证明 miR-155是适应性和先天免疫反应的必须因子，在小鼠自身免疫性关节炎的发病机制中有重要作用，沉默miR-155可以影响炎症性T细胞的反应并改善实验性自身免疫性脑脊髓炎［21］。这些发现都可能开启miR-155的干预治疗作用，成为诸多免疫系统疾病的新靶点和新目标。

3 microRNA-155对抗病毒感染

宿主细胞在编码miRNAs对抗病毒感染的同时，病毒自身的基因组也可以编码miRNAs攻击宿主细胞的防御系统。miR-155在病毒感染时被发现上调，并参与宿主的免疫反应。miR-155抗病毒的主要机制并不在于像miR-146a促进Ⅰ型干扰素产生，而是通过作用于SOCS1增强干扰素的生物学效应［22］。最近一项对乙肝的研究表明，机体miR-155的上调可能有助于病毒产生癌变，且过表达miR-155可以通过加强JAK/STAT信号转导通路来加强抗病毒免疫，并促进人肝癌细胞的间隙HBV的清除［23］。

4 microRNA-155的作用靶点PU．1

转录因子PU．1是目前各领域研究的热点。作为Ets家族的成员之一，PU．1在造血细胞的生存、生长和分化方面起着重要的作用。PU．1主要表达于大多数的造血细胞，可以通过结合和抑制主要的红系促进因子，阻断红系的分化［24］。在髓系和B细胞成熟过程中也是必不可少的，Leddin等［25］通过组建组织特异性模型，发现PU．1通过顺式作用元件上的特殊结构，在不同阶段差异性的关联指定转录因子来完成这一过程，PU．1与Flt3基因直接结合调控Flt3蛋白表达，随后影响DC分化印证了这个原理。

PU．1和MafB之间的平衡对于单核细胞分化为巨噬细胞还是树突细胞起着很重要的作用［26］。PKCδ诱导PU．1磷酸化，促进造血干细胞分化为树突状细胞［27］。最新的研究认为，PU．1是树突状细胞的主要调控子，虽然大量的转录因子参与了特异树突状细胞的分化，但已经证实PU．1是所有树突状细胞亚群都必需的单个核心转录因子［16］。miR-155对PU．1的表达起到抑制作用。miR-155正是通过PU．1调控 DC发育的。在 DC中，PU．1在CD80和CD86的表达也起关键作用［28］。

一个单一的转录因子表达能决定细胞命运［29］。Foxler［30］通过 siRNA 技术，证明 PU．1 是抑癌基因LIMD1的一个重要的转录激活因子。Hikami等［31］对日本大样本病人调查后发现，PU．1的单核苷酸多态性导致了免疫病系统性红斑狼疮的易感性。NF-κB通过miR-155/PU．1途径向下调节B细胞淋巴瘤的标记CD10的表达［32］。

5 前景和展望

十多年来，miR-155在造血系统，免疫细胞和相关信号通路方面的调节机制已经被初步证明，但在诸多细节上仍有待于进一步探索。随着miR-155特异性目标蛋白的逐步发现，研究人员对miR-155和其他相关microRNAs与免疫系统之间作用的研究将更加深入和直接。总之，作为在各种各样的免疫细胞中具有强大广泛监管潜力的一员，miR-155不仅有着巨大的研究空间，而且对将来的癌症攻克，新药制成都能发挥举足轻重的作用［33］。相信未来的研究将启迪人们运用miR-155于多功能治疗，如肿瘤、炎症、移植免疫等各领域。

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