miR-155在器官排斥反应中的作用*

姚 婧，朱怀军，葛卫红，陈丁丁**

1中国药科大学，南京 210009；2南京大学医学院附属鼓楼医院，南京 210009

miR-155在器官排斥反应中的作用*

姚 婧1，朱怀军2，葛卫红2，陈丁丁1**

1中国药科大学，南京 210009；2南京大学医学院附属鼓楼医院，南京 210009

器官移植的术后排斥反应是影响移植器官生存率的主要问题。microRNA-155（miR-155）被认为是免疫稳态的一种关键性调节因子，在炎症反应、抗原呈递、淋巴细胞分化和细胞因子产生等控制排斥免疫过程中发挥重要作用，因此可能成为控制排斥反应的新治疗靶点，以及作为排斥反应的生物标记物。

miR-155；器官排斥反应；生物标记物

器官移植是治疗器官终晚期疾病的主要手段之一，但是术后排斥反应成为影响移植器官存活的一大障碍。排斥反应是系列复杂的免疫现象，主要涉及受体和移植物的人白细胞抗原（HLA）或主要组织相容性复合物（MHC）的错配，使受体发起针对移植物的攻击、破坏和清除。

microRNA-155（miR-155）被认为是免疫稳态的一种关键性调节因子。miR-155基因位于人类21号染色体B细胞非编码集合基因簇（B cell integration clustor，BIC）的第三个外显子中。它在各种淋巴细胞活化过程中都有表达，且作为一种多功能调节因子，在炎症反应、抗原呈递、T细胞分化、细胞因子产生等免疫过程中发挥重要作用[1]。因此，miR-155有可能参与移植排斥反应的发生发展，成为控制排斥反应的新靶点。本文现对miR-155与器官移植排斥的相关研究作一综述。

1 移植后排斥反应发生类型及其免疫学机制

宿主对移植器官的排斥反应一般分为三类：①超急排斥反应。一般在移植后24 h发生，目前认为此种排斥主要由于A、B、O血型或抗I类MHC引起的，可以在移植前通过A、B、O及HLA配型来筛除不合适的器官供体以预防超急排斥的发生。②急性排斥反应（acute rejection，AR）是排斥反应最常见的一种类型，一般于移植后数天到几个月内发生，进展迅速。细胞免疫应答是AR的主要原因，CD4+T细胞和CD8+T细胞是主要的效应细胞。在移植物植入受体后，随着移植物的血液循环重建，受者的免疫细胞识别外来抗原后，即可引发以下一系列免疫反应：抗原呈递细胞（APC）携带器官捐献者的同种抗原，到达特定淋巴器官，将抗原呈递给T细胞。CD8+细胞毒性T细胞前体细胞与供者HLA-Ⅰ类抗原结合后活化增殖为成熟的细胞毒性T淋巴细胞（CTL），对移植物产生攻击效应；CD4+T细胞识别抗原后，促使APCs释放ILI，后者可促进T辅助细胞（Th）增殖并释放IL-2，IL-2可进一步促进Th细胞增殖并为细胞毒性T细胞的分化提供辅助信号。大多数急性排斥可通过增加免疫抑制剂的用量而得到缓解。③慢性排斥。与超急排斥反应或急性排斥反应不同，慢性排斥一般在器官移植后数月至数年发生，慢性免疫性炎症是导致组织病理变化的主要原因。

2 miR-155的免疫调节作用

2.1 miR-155与B细胞

B细胞在介导排斥反应过程中具有广泛的作用，从分泌抗体、提供APCs激活抗原特异性T细胞到细胞因子的产生。miR-155在介导B细胞反应的过程中起重要作用。Vigorito等[2]发现，miR-155缺失会造成生发中心B细胞减少，IgG1减少，B细胞分泌功能下降，免疫记忆受损，降低排异反应水平。另外在miR-155缺失的B细胞中，激活诱导胞嘧啶脱氨酶（activation-induced cytidine decminase，AID）和转录因子PU.1的表达增加。前者是miR-155的一个直接作用靶点，miR-155可以通过抑制AID的表达促进IgG1的产生。PU.1是Ets区域转录因子家族的一员，它可导致IgG1类别转换细胞的数目减少，而miR-155可以通过下调PU.1基因，造成IgG1过表达。另外，miR-155对B免疫应答的作用还可能通过其他靶点如转录因子c-Maf和SH2肌醇磷酸酯酶（SH2 i-nositol phosphatase，SHIP）等，具体机制还有待进一步研究。

2.2 miR-155与T细胞

T细胞介导的排斥反应受CD4+T辅助细胞和CD8+细胞毒T淋巴细胞的影响。CD4+Th细胞主要可分化为Th1细胞与Th2细胞两种,其中Th1细胞主要分泌白介素（interleukin，IL）-2、干扰素（interleukin，IFN）-γ、肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）-β等炎症因子，这些细胞因子能促进CTL的发育成熟，并通过迟发型超敏反应及抗体依赖的细胞细胞毒效应清除细胞内致病原或介导排斥反应。Th2细胞主要分泌IL-4、IL-5、IL-10，辅助体液免疫。器官移植中，诱导Th2免疫反应可促进移植物存活的假说，是因为在排斥反应发生过程中常伴有Th1细胞的增高和Th2细胞不表达或低表达。Ro-driguez等[3]发现，miR-155阻断T细胞中的miR-155将导致IL-2和IFN-γ的产生减少，使T细胞分化向 Th2偏移。Banerjee等[5]发现，miR-155的表达增加会导致IL-2和IFN-γ的表达增加，向Th1偏移。转录因子c-Maf是IL-4启动子的反式作用因子，是miR-155的靶基因之一[3]。miR-155缺失的小鼠c-Maf增加，促进IL-4的表达，促进Th2的产生。细胞因子信号传导抑制蛋白1（suppressor of cytokine signaling 1，SOCS1）一类细胞因子信号转导过程的负性调节因子，也是miR-155的靶点之一，可抑制IL-6、IL-12、INF-γ等多种细胞因子的信号转导，miR-155的缺失可增加SOCS1的表达，导致IL-12和INF-γ信号的抑制，最终导致Th1细胞分化的减少[4]。

此外，有研究发现[5]，miR-155缺失，致小鼠CD8+T细胞功能受损，相反，miR-155的过表达会放大体内CD8+T细胞效应。同时miR-155缺失小鼠IFN-α信号增加，抑制IFN-α相关转录活化因子1（transcription activating factor 1，STAT1）或IRF7，可增加miR-155缺失CD8+T细胞的功能，暗示miR-155可通过调节干扰素来影响体内CD8+T细胞效应。

2.3 miR-155与Treg细胞

调节性T细胞（Treg）同样参与免疫反应，对维持自身免疫耐受、控制移植排斥反应有重要作用。小鼠敲除miR-155后其胸腺和脾脏中Tregs数量降低，表明miR-155参与Tregs的增殖过程[6]。SOCS1是Tregs信号传导的重要负反馈调节因子，miR-155的缺陷将导致Treg中SOCS1表达增加，STAT5活性降低，从而限制Tregs的增殖[7]。转录因子Foxp3也是Tregs分化的关键调节因子。但Kohlhaas等[8]研究发现，作为Foxp3的直接靶点，miR-155缺失时使Tregs数量降低，并不会严重损害Tregs的功能。

2.4 miR-155与先天性免疫

器官移植之后，APC被激活，将异体抗原呈递给宿主T细胞，开始启动排斥反应。作为主要的APC，研究显示，在DC细胞的成熟过程中miR-155的表达上调[9]。缺乏miR-155表达的DCs在激活T细胞表达受体时活力降低，抗原呈递功能下降[6]。Martinez-Nunez等[10]研究发现，DC成熟过程中，miR-155表达增加，而重要转录因子PU.1的表达却降低，通过生物信息学方法也证实PU.1是miR-155的靶点，表明miR-155可以通过直接靶向于PU.1来参与DC细胞的成熟。

一方面miR-155可以调节免疫系统中多种细胞的生长分化和功能表达（见表1）。异体抗原进入机体后，miR-155在免疫细胞中表达增加，启动一系列炎症反应以清除异体抗原。另一方面通过Tregs介导免疫耐受，通过负反馈调节免疫反应。miR-155缺失时，一方面B细胞功能降低，免疫记忆受损，CD4+T细胞向Th2分化，IL-2和IFN-γ的产生减少，细胞免疫应答受损；另一方面，免疫器官中Treg数量减少，影响免疫耐受。总而言之，通过参与这些免疫过程，miR-155双向调节同种异体移植免疫过程并影响排斥反应，但精确miR-155的分子靶点和下游机制仍然有待进一步研究。

3 miR-155在器官移植排斥反应的表现

3.1 miR-155在肝脏移植后的表现

Kupffer细胞（Kupffer Cell，KC）是肝脏中最重要的巨噬细胞，占肝实质细胞的20%。在过去的10年中，人们已经发现KCs在肝移植后的病理过程中有双重作用，这可能与它调节抗原特异性免疫反应和Th1/Th2平衡有关[11-12]。Li等[13]通过研究发现，敲除肝移植小鼠KCs中的miR-155后出现以下情况：（1）降低了MHC-Ⅱ、CD40和CD86的表达，抑制抗原呈递功能，且影响SOCS1/JAK（Janus Kinase）/STAT炎症通路；（2）T细胞反应减少，但T炎症细胞增加；（3）增加了肝移植的生存率，提高了抑制肝的功能。肝移植后急性排斥反应和促炎因子分泌时，会伴随miR-155水平的增加。这表明miR-155调节Th1/Th2细胞因子和小鼠中KCs的功能。缺失MiR-155的KCs可以通过抑制免疫功能，从而提高KCs的功能活性，延长肝移植的生存率。

表1 miR-155影响免疫系统的部分靶点及调节通路

3.2 miR-155在心脏移植后的表现

尽管不断改进的手术技术和新的免疫抑制剂提高了心脏移植的生存率，AR仍是心脏移植后3年间最主要的风险因素。Duong等[14]发现，心脏AR患者与对照组相比miR-155存在表达差异。为了探究miR-155介导心脏AR的可能机制，Feng等[15]应用小鼠心脏移植模型，发现小鼠心脏AR模型中miR-155的表达比对照组的高，且体外miR-155的阻断可抑制T淋巴细胞的增殖，表明miR-155在心脏AR过程中可能起着支配地位。他还发现，小鼠心脏AR模型中糖原合成激酶3β（GSK3β）表达下降。GSK3β是蛋白质丝氨酸/苏氨酸激酶GSK-3家族一个主要成员，参与调节多种细胞信号传导途径，如细胞增殖、细胞周期、细胞分化、迁移等。Wang等[16]研究确定了GSK3β是miR-155的一个直接功能性靶点，可直接作用于GSK3β的3’-UTR而发挥作用，miR-155的缺失可使GSK3β负性调节，从而降低T淋巴细胞的增殖。

3.3 miR-155在肾脏移植后的表现

病毒感染、肾间质纤维化、原发病复发和移植排斥等都是肾移植术后常见的问题。AR是发展慢性肾移植排斥的最重要因素。Sui等[17]通过对比肾移植排斥后AR患者与对照组中miRNAs的表达水平，发现20种miRNAs的表达差异在肾同种异体移植急性排斥中出现。之后，Anglicheau等[18]通过研究人外周血单核细胞 （PBMCs）中miRNAs的表达发现，AR活检时PBMC的miR-155及其他两种miRNAs（miR-142-5p和-223）会过度表达。

4 小 结

miRNA-155，在各种细胞过程中发挥重要作用，影响器官移植免疫反应的发生发展。miR-155参与各种免疫过程，包括先天免疫反应的发展，T细胞和B细胞介导的免疫应答，在各种器官移植后的排斥反应中也发挥重要作用。

过去几十年，尽管对器官衰竭、炎症和纤维化的免疫学机制的认识有所提高，但是对急性和慢性排斥反应的治疗仍不理想。排斥反应作为宿主的一种免疫反应，如果不在发现后加以控制，最终将会导致移植器官的衰竭。因此，检测出排斥的早期标志物是非常有意义的。如今的检测移植器官排斥反应的金标准是器官活组织检测和特殊标记染色。从研究可以看出，miR-155在多种器官移植排斥反应发生过程中都存在表达差异，因此组织中或血液中miR-155或两者的组合很可能在将来成为诊断或评价器官排斥反应预后的重要手段。

近年来不管是对组织还是血清样品中的miRNAs的检测均已取得重大进步。基因芯片技术的广泛发展也为miR-155的检测提供了条件。这都表明在不久的将来，运用miR-155的表达信号作为器官排斥反应的生物标记物和预测病人的预后可能成为现实。

miR-155是移植免疫过程中关键的调节因子，提示着未来miR-155可能成为控制免疫排斥反应的新药或基因疗法的重要靶点。因此，我们可以期待未来或许能够通过降低miR-155的表达，控制免疫排斥反应，从而提高移植病人的生存率。

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Role of MicroRNA-155 in Allograft Rejection*

YAO Jing1,ZHU Huai-jun2,GE Wei-hong2,CHEN Ding-ding1**
1China Pharmaceutical University,Nanjing 210009;2Nanjing Drum Tower Hospital Affiliated to Medical College of Nanjing U-niversity,Nanjing 210009

Organ transplantation has become one of the most important means to treat end-stage organ diseases,but allograft rejection remains a major problem affecting the survival rate of transplanted organs.MicroRNA-155(miR-155)is considered to be a key regulator in immune homeostasis.Increasing observations show that miR-155,a center regulator in the process of inflammatory response,antigen presentation,lymphocyte differentiation,cytokine production and so on,plays an important role in the development of transplant rejection.More and more evidences show the differential expression of miR-155 along with the presence of organ transplant rejections,suggesting that miR-155 could be a biomarker of organ transplant rejection.

Organ transplantation rejection;miR-155;biomarker

R392.4

A

1673-7806（2015）03-276-03

国家自然科学基金青年科学基金项目（81302849）；江苏省“六大人才高峰”项目（2011-WSN-009）

姚婧，女，硕士研究生 E-mail:yyaojing@yeah.net

* *通讯作者陈丁丁，男，副教授，硕士生导师 E-mail:chdd@cpu.edu.cn

2014-11-26

2015-01-09