micro-RNA对树突状细胞生物学功能的影响①

张淑雯 冯同保 张晓航 戚春建

(南京医科大学附属常州市第二人民医院中心实验室肿瘤研究所,常州213000)

·专题综述·

micro-RNA对树突状细胞生物学功能的影响①

张淑雯 冯同保 张晓航 戚春建

(南京医科大学附属常州市第二人民医院中心实验室肿瘤研究所,常州213000)

微小RNA(microRNA,miRNA)是一种小型、非编码RNA分子，通过作用于目的基因调控相应功能蛋白的表达从而参与各种生理反应。近年来众多文献报道了特异性miRNA在免疫学方面的作用，而树突状细胞(Dendritic cell，DC)作为重要的抗原提呈细胞(Antigen presenting cell，APC)，连接着固有免疫应答和适应性免疫应答，在免疫系统中具有重要的作用。本文总结了近年来miRNA和DC的研究进展，综述了miRNA对树突状细胞生物学功能的影响，包括其成熟过程、细胞因子释放、抗原提呈能力等，为抗肿瘤免疫治疗提供新的方向。

microRNA(miRNA)是一种小型的，大约22个核苷酸长度的非编码RNA[1]，它可以直接与mRNA的3′-非编码区相互作用抑制蛋白质的合成和蛋白质翻译或者加速mRNA的降解，从而对多种生物过程进行调节[2]。miRNA在RNA聚合酶Ⅱ的作用下首先转录成含有一个或者多个发夹结构的初级-miRNA。初级-miRNA随后在胞核中的核糖核酸酶和DGCR8的作用下加工成为含有大约60 nt茎环结构的前体-miRNA，前体-miRNA随后在转运蛋白-5的作用下转运到细胞质中，并在Dicer RNaseⅢ酶的作用下进一步加工成长19～24 nt的成熟双链miRNA。最后，双链miRNA被打开，形成单链成熟miRNA，成熟miRNA形成沉默复合体，并有输出蛋白8转运至目的基因mRNA，与其靶向特定的mRNA的3′-非编码区域相互作用，从而抑制蛋白的翻译[3]。单个miRNA能够抑制多个mRNA。事实上，一个miRNA能够作用于超过100个基因，同时，多个miRNA也能够靶向同一个mRNA[4]。同理，单个的miRNA能够调节多种蛋白的表达，而一种蛋白的表达也能由多种miRNA来调节。miRNA的这种协同效应在调节生物过程中扮演着一个重要的角色[5]。

miRNA在调节T细胞和B细胞免疫应答，免疫平衡和调节获得性免疫应答中所发挥的关键作用已经被报道。另外，miRNA能够通过诱导细胞凋亡，影响细胞稳态，改变树突状细胞产生的细胞因子，从而“微调”免疫应答[6-8]。在树突状细胞中，不同的细胞亚型之间miRNA的表达模式也是各有特色，即使是同种类型的DCs，在细胞活化的不同阶段，miRNA的表达也是有差异的[6]。

树突状细胞(DC)是重要的抗原提呈细胞，能够促进机体对于细菌、病毒等病原体的免疫应答作用，以及维持机体的自我免疫耐受[1,9,10]。这些细胞通过将抗原提呈给T细胞，提供抗原特异性T细胞活化所必需的共刺激分子和细胞因子来连接先天性免疫系统和获得性免疫系统[4,11]。

1 miRNA调节DC的成熟

人和鼠的DC在TLR活化(如dsRNA)，细胞因子(如IL-1b、TNF-α、IFN-γ )，脂类物质(如氧化低密度脂蛋白、低密度脂蛋白)作用下诱导成熟后，miR-155的表达显著增加[12]，miR-155的表达对于人和鼠DC的成熟和功能发挥着截然不同的作用。miR155在人体外周血单核细胞来源DC(monocyte-derived DC， moDC)的成熟过程中起到了负面作用[13]，但是在鼠moDC成熟过程中miR-155起着积极作用[14]。而在骨髓间充质细胞(Bone marrow mesenchymal stem cell,BMSC)和DC共培养体系中，Wu等[10]发现过量表达miR-23b能显著抑制DC的成熟，其机制是过量表达的miR-23b抑制了p50/p56的表达，从而阻断了NK-κB信号通路的激活。另有研究发现，骨肉瘤患者的DC高表达miR-133a，而低表达RBP-J。实验发现通过下调由miR-133a介导的RBP-J，会抑制骨肉瘤患者的DC的成熟及其功能。因此，由miR-133a介导的RBP-J可能会促进DC的成熟和活化，从而抑制肿瘤的恶化，成为一种新型抗癌手段[15]。

miRNA能调节DC的成熟，同时成熟的DC也能调节miRNA的表达。例如miR-142表达于不成熟骨髓源性DC(bone marrow-derived DC,BMDC)，而在抗原刺激DC成熟的同时，miR-142的表达显著下降。有研究报道，下调的miR-142并不影响DC表面活化标志物 CD40、CD80和CD86等的表达。然而,与正常DC相比，从miR-142不足的小鼠体内分离出来的DC却不能诱导CD4+T细胞产生免疫应答。这是由于miR-142直接靶向作用于IL-6 mRNA，而IL-6的产生又是伴随着抗原刺激[16]。

2 miRNA抑制DC的分化

miRNA不仅能调节DC的成熟，在DC的分化中也起着重要作用。Zhou等[17]在研究中发现DC能够维持肠道稳态，而协调肠道DC分化和功能的关键分子是miR-233，CD103+DC在miR-233缺乏时表现强烈的促炎作用。此外，miR-233不足时单核细胞更倾向于分化成moDC，产生更多的促炎细胞因子，因此miR-233不足会导致更严重的肠炎。

3 miRNA调控DC的细胞因子和表面标志物

NOD2是一种与免疫防御和炎症有关的胞内传感器。人体在应对NOD2信号时，DC表达的miR-29显著增加，并调节多种免疫介质的表达。miR-29可以直接靶向作用于IL-12p40和间接作用于IL-23p19，通过减少ATF2从而下调IL-23的表达。相关实验证明，失去miR-29介导的免疫调节，DC细胞会产生过量的IL-23，从而加重炎症性疾病的进程[18]。系统性红斑狼疮是一种复杂的多器官损害的自身免疫性疾病，近年来有研究报道DC功能的改变参与了该疾病的发病机制。Wang等[2]研究发现，miR-142-3p能够部分地调节系统性红斑狼疮患者体内moDC的促炎功能。过表达miR-142-3p的moDC能增加细胞因子和趋化因子的产生，吸引更多的CD4+T细胞，并抑制Tregs的比例。因此，miR-142-3p可能是系统性红斑狼疮发病机制的一个重要因素，成为一个新型的治疗靶标。而Yan等[19]在对系统性红斑狼疮NZB/W F1小鼠的研究中发现，上调有症状鼠的浆细胞样DC(plasmacytoid DC，pDC)中miR-155含量能够刺激TLR7，而在无症状鼠的PDC中转染了miR-155类似物，其表面分子CD40的表达大大增加，这也与有症状鼠的pDC高表达CD40一致。因此miR-155也能参与调节系统性红斑狼疮pDC功能性异常。过度活化的经典DC(classical DC，cDC)能够促进系统性红斑狼疮的进展，cDC表达的TREM-1是一个潜在的炎症反应促进因素，能够放大TLR4的功能而加强炎症反应。Gao等[20]实验证明，在系统性红斑狼疮患者，TREM-1信号通路可能作为一个治疗性靶标，能阻止炎症性DC的功能，而miR-150能够抑制TREM-1的表达，在此过程中担任着重要的调节器作用。Lin等[21]在其研究中发现miRNA能影响DC提呈抗原的能力和AIV感染宿主和复制的能力，miR-29c能够上调DC表面标志物MHC-Ⅱ、CD40的表达，促进IL-6、TNF-α等细胞因子的分泌，靶向抑制 Tarbp1和Rfx7 ，从多个方面调节DC的功能。

4 miRNA调控DC的抗原提呈能力

除了调节细胞因子的产生和共刺激分子水平，miRNA能够影响DC的抗原提呈能力。朗格汉斯细胞(Langerhans cell，LC)是来源于单核细胞的树突状细胞中的一种，并且高表达miR-146a。有研究报道，LC通过高表达miR-146a，阻断TLR2依赖的 NF-κB信号，使机体对于细菌感染的敏感性降低[22]。 miR-150 缺陷的小鼠表皮LC对于可溶性抗原的交叉呈递能力下降，然而该小鼠LC的抗原吞噬能力却并不受影响，表明miR-150可能只影响抗原提呈能力。另外，敲除miR-223能够增加LC的交叉提呈能力，然而，这两种miRNA是如何相互作用的机制尚未阐明[23,24]。此外 miRNA在 FcR介导的细胞吞噬中起着至关重要的作用，并且与固有免疫有着很大的联系。miR-24、miR-30b和miR-142-3p能够靶向作用于Fc受体从而调节初始巨噬细胞和DC对于抗体依赖型抗原的摄取[25]。抗原提呈细胞(APC)对抗原的摄取、加工、提呈是一系列紧密耦合的过程，并由此激活固有性免疫和特异性免疫应答。而miRNA在这一系列信号通路中担任着重要的调节作用。NaqviAR研究发现，过表达miR-24、miR-30b和miR-142-3p会弱化人初始巨噬细胞和DC对OVA抗原的摄取、加工能力。而转染了miR-24、miR-30b和miR-142-3p的DC则在抗原呈递方面出现缺陷，并诱导产生PD-L1抑制T细胞的活化与增殖，降低Th-1分化相关细胞因子的分泌[25,26]。

5 miRNA调控DC激发T细胞的能力

Gupta等[7]研究发现在 C57BL/6小鼠中，骨髓来源的树突状细胞 (Bone marrow-derived dendritic cell，BMDC)中miR-155和脾脏中抗原特异性CD4+T细胞中miR-182的表达显著上升。通过相关实验发现miR-155对于衣原体感染BMDC的活化起到了促进作用。miR-155过表达的BMDC和miR-182过表达的抗原特异性CD4+T细胞共培养后，以及 miR-155KOBMDC 和 miR-182抑制剂处理过的抗原特异性CD4+T细胞共培养后，分别与从衣原体感染后分离出的抗原特异性CD4+T细胞相比，发现IFN-γ的表达量有明显的差异。Gupta等[17]还通过小鼠鼻饲疫苗和相关体内实验证实，miR-155、miR-182与IFN-γ的产生及抗原特异性免疫有着紧密联系。这也是关于miR-155 (在衣原体感染的DC)和miR-182 (在CD4+T细胞中)在抗原特异性免疫应答中相互作用的首次研究报道。

6 肿瘤源性的miRNA对DC功能的影响

新的研究证据表明，一些特殊的miRNA能够影响DC细胞的抗原交叉提呈作用，如肿瘤源性的miRNA(omco-miRs)，此类miRNA能通过肿瘤细胞分泌的外泌体，传递并进入DC，影响DC的功能[27]。miR-203被认为是胰腺癌细胞外泌体的一种成分，在胰腺外泌体刺激的DC中，miR-203和TLR4呈反比关系。该miRNA通过靶向TLR4介导调节DC的功能，并减少相关细胞因子TNF-α、IL-12的产生。而TNF-α能强有力地促进DC成熟，并加强DC的抗原交叉提呈能力，IL-12在成熟DC中显著上调，并在启动CD8+T细胞时起着关键性作用[28]。肿瘤还能通过影响内源性miRNA的表达来调节DC细胞的抗原提呈能力。Mycko等[29]的实验发现活体小鼠中miRNA-301a的表达受肺癌细胞的影响，miRNA-301a过表达能抑制DC分泌IL-12，减少抗原特异性细胞毒性T细胞产生IFN-γ。因此肺癌细胞能诱导产生免疫抑制性miRNA-301a，抑制DC的抗肿瘤免疫效应，促成免疫逃逸。miR-301a还能通过靶向作用于负调节器PIAS3，放大STAT3活性，而STAT3信号通路能指导肿瘤细胞的免疫抑制级联反应，抑制DC成熟，显著降低IL-12的产生[29,30]。

很明显，miRNA通过对DC各方面的调节，积极参与机体的免疫应答，在调节固有性免疫和获得性免疫过程中都有重要的作用。miRNA家族庞大，而目前对这方面的研究还很少，很多机制未能明确阐述，相信通过对miRNA的研究，积极探索其与DC，与人体免疫系统之间的关系，可以找到一种新的治疗手段。

[1] Slezak-prochazka I,Durmus S,Kroesen BJ,etal.MicroRNAs,macrocontrol:regulation of miRNA processing [J].RNA,2010,16(6):1087-1095.

[2] Wang Y,Liang J,Qin H,etal.Elevated expression of miR-142-3p is related to the pro-inflammatory function of monocyte-derived dendritic cells in SLE [J].Arthritis Res Therapy,2016,18(1):263.

[3] Tang R,Li L,Zhu D,etal.Mouse miRNA-709 directly regulates miRNA-15a/16-1 biogenesis at the posttranscriptional level in the nucleus:evidence for a microRNA hierarchy system [J].Cell Res,2012,22(3):504-515.

[4] Smyth LA,Boardman DA,Tung SL,etal.MicroRNAs affect dendritic cell function and phenotype [J].Immunology,2015,144(2):197-205.

[5] Xue Q,Yu C,Wang Y,etal.miR-9 and miR-124 synergistically affect regulation of dendritic branching via the AKT/GSK3beta pathway by targeting Rap2a [J].Scientific Reports,2016,6：26781.

[6] Zhan Y,Wu L.Functional regulation of monocyte-derived dendritic cells by microRNAs [J].Protein Cell,2012,3(7):497-507.

[7] Gupta R,Arkatkar T,Keck J,etal.Antigen specific immune response in Chlamydia muridarum genital infection is dependent on murine microRNAs-155 and-182 [J].Oncotarget,2016,7(40)：64726-64742

[8] Chen CZ,Schaffert S,Fragoso R,etal.Regulation of immune responses and tolerance:the microRNA perspective [J].Immunological Rev,2013,253(1):112-128.

[9] Anguille S,Smits EL,Lion E,etal.Clinical use of dendritic cells for cancer therapy [J].Lancet Oncol,2014,15(7):e257-e67.

[10] Wu J,Ji C,Jia Q,etal.Bone marrow mesenchymal stem cells inhibit dendritic cells differentiation and maturation by microRNA-23b [J].Bioscience Reports,2017,37(2):BSR20160436.

[11] Belz GT,Smith CM,Eichner D,etal.Cutting edge:conventional CD8+dendritic cells are generally involved in priming CTL immunity to viruses [J].J Immunol,2004,172(4):1996-2000.

[12] Dunand-sauthier I,Irla M,Carnesecchi S,etal.Repression of arginase-2 expression in dendritic cells by microRNA-155 is critical for promoting T cell proliferation [J].J Immunol,2014,193(4):1690-1700.

[13] Wang J,Iwanowycz S,Yu F,etal.microRNA-155 deficiency impairs dendritic cell function in breast cancer [J].Oncoimmunology,2016,5(11):e1232223.

[14] Martinez-nunez RT,Louafi F,Friedmann PS,etal.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 Chemistry,2009,284(24):16334-16342.

[15] Gao X,Han D,Fan W.Down-regulation of RBP-J mediated by microRNA-133a suppresses dendritic cells and functions as a potential tumor suppressor in osteosarcoma [J].Exp Cell Res,2016,349(2):264-272.

[16] Sun Y,Sun J,Tomomi T,etal.PU.1-dependent transcriptional regulation of miR-142 contributes to its hematopoietic cell-specific expression and modulation of IL-6 [J].J Immunol,2013,190(8):4005-4013.

[17] Zhou H,Xiao J,Wu N,etal.MicroRNA-223 regulates the differentiation and function of intestinal dendritic cells and macrophages by targeting C/EBPbeta [J].Cell Reports,2015,13(6):1149-1160.

[18] Brain O,Owens BM,Pichulik T,etal.The intracellular sensor NOD2 induces microRNA-29 expression in human dendritic cells to limit IL-23 release [J].Immunity,2013,39(3):521-536.

[19] Yan S,Yim LY,Tam RC,etal.MicroRNA-155 mediates augmented CD40 expression in bone marrow derived plasmacytoid dendritic cells in symptomatic lupus-prone NZB/W F1 mice [J].Int J Mol Sci,2016,17(8):1282.

[20] Gao S,Yuan L,Wang Y,etal.Enhanced expression of TREM-1 in splenic cDCs in lupus prone mice and it was modulated by miRNA-150 [J].Mol Immunol,2017,81：127-134.

[21] Lin J,Xia J,Chen YT,etal.H9N2 avian influenza virus enhances the immune responses of BMDCs by down-regulating miR29c [J].Vaccine,2017,35(5):729-737.

[22] Jurkin J,Schichl YM,Koeffel R,etal.miR-146a is differentially expressed by myeloid dendritic cell subsets and desensitizes cells to TLR2-dependent activation [J].J Immunol,2010,184(9):4955-4965.

[23] Mi QS,Xu YP,Wang H,etal.Deletion of microRNA miR-223 increases Langerhans cell cross-presentation [J].Int J Biochem Cell Biol,2013,45(2):395-400.

[24] MI QS,Xu YP,Qi RQ,etal.Lack of microRNA miR-150 reduces the capacity of epidermal Langerhans cell cross-presentation [J].Exp Dermatol,2012,21(11):876-877.

[25] Naqvi AR,Fordham JB,Ganesh B,etal.miR-24,miR-30b and miR-142-3p interfere with antigen processing and presentation by primary macrophages and dendritic cells [J].Scientific Reports,2016,6：32925.

[26] Daneshmandi S,Pourfathollah AA,Karimi MH,etal.PDL-1/PDL-2 blockade in mice dendritic cells by RNAi techniques to induce antitumor immunity [J].Immunotherapy,2015,7(11):1145.

[27] Kikete S,Chu X,Wang L,etal.Endogenous and tumour-derived microRNAs regulate cross-presentation in dendritic cells and consequently cytotoxic T cell function [J].Cytotechnology,2016,68(6):2223-2233.

[28] Zhou M,Chen J,Zhou L,etal.Pancreatic cancer derived exosomes regulate the expression of TLR4 in dendritic cells via miR-203 [J].Cell Immunol,2014,292(1-2):65-69.

[29] Mycko MP,Cichalewska M,Machlanska A,etal.MicroRNA-301a regulation of a T-helper 17 immune response controls autoimmune demyelination [J].Proc Natl Acad Sci U S A,2012,109(20):E1248-E1257.

[30] Wang T,Niu G,Kortylewski M,etal.Regulation of the innate and adaptive immune responses by Stat-3 signaling in tumor cells [J].Nat Med,2004,10(1):48-54.

[收稿2017-03-01 修回2017-04-17]

(编辑 倪 鹏)

10.3969/j.issn.1000-484X.2017.09.028

①本文为国家自然科学基金项目(81672799)和国家自然科学青年基金项目(31601156)。

张淑雯(1990年-)，女，在读硕士，主要从事肿瘤免疫学基础和临床方面研究，E-mail：zsw20151858@163.com。

及指导教师：戚春建(1978年-)，男，博士，研究员，博士生导师，主要从事肿瘤免疫学方面的研究，E-mail：qichunjian@njmu.edu.cn。

R392.12

A

1000-484X(2017)09-1408-04