miR-142免疫功能研究进展①

徐思凡 张婉婷 吴官县 满朝来

(哈尔滨师范大学生命科学与技术学院，哈尔滨150025)

MicroRNA(miRNA)是长度为18～25个核苷酸、进化保守的微小RNA分子，主要通过转录后调控mRNA稳定性进而参与靶基因的表达调控。人的miR-142基因定位17号染色体上，位于MPO(Myeloperoxidase)基因与TSPOAP1-AS1 (TSPO associated protein 1-antisense RNA1)基因间隔区，pre-miR-142长度为87个核苷酸，能够编码两种成熟的miRNA(miR-142-3p和miR-142-5p)，miR-142-3p和miR-142-5p在多个物种中高度保守[1-3]，并且在造血组织(Hematopoietic tissues)中特异表达并参与谱系分化[4,5]。近年来，大量文献报道miR-142的诸多生物学功能，其中miR-142在免疫功能方面的研究已经成为关注热点。本文主要从免疫细胞增殖与活化、炎症反应、自身免疫性疾病、免疫排斥反应、肿瘤免疫和病毒复制等方面简要综述miR-142的研究现状，以期为miR-142的深入研究提供参考。

1 miR-142与免疫调控

miR-142-3p/5p首次被发现在造血干细胞(Hematopoietic stem cells)中特异表达[4]，并且miR-142-3p/5p能够参与造血干细胞的分化调控[5]。胚胎早期形成的造血干细胞可以分化成淋巴祖细胞和髓样祖细胞，并最终分化成多种免疫细胞。近年来，越来越多的研究报道miR-142-3p/5p参与免疫调控，愈发凸显miR-142-3p/5p在免疫调控中的重要性。

1.1miR-142与免疫细胞 研究表明miR-142-3p参与免疫细胞的活化、增殖和迁移等过程。例如，Mildne等[6]发现miR-142-3p是小鼠胸腺细胞发育和增殖的调节因子，并确定Cdkn1b基因(Cyclin-dependent kinase inhibitor 1b)是miR-142-3p的靶标，但单独增加Cdkn1b基因的表达并不能抑制小鼠胸腺细胞的增殖，推测miR-142-3p应该靶向多个靶标来调控小鼠胸腺细胞的增殖。Liu等[7]研究发现在免疫性血小板减少症患者的外周血单核细胞(Peripheral blood mononuclear cells,PMBCs)中miR-142-3p的表达与Th22细胞的表达频率略呈负相关，推测miR-142-3p可能参与T细胞的活化。Zhou等[8]研究发现miR-142-3p通过调节人的CD25+CD4+T细胞中GARP基因(Glycoprotein A repetitions predominant)表达来抑制CD25+CD4+T细胞活化与增殖进而促进免疫应答。同时，在动脉硬化闭塞症(Arteriosclerosis obliterans,ASO)患者的CD4+T细胞中miR-142-3p的表达下调可以靶向上调RAC1基因(Ras-related C3 botulinum toxin substrate 1)和Rock2基因 (Rho associated coiled coil containing protein kinase 2)来增加板状伪足(Lamellipodia)形成和肌动蛋白装配与收缩从而促进CD4+T细胞向血管壁的迁移进而起到促进免疫应答以及抗炎的作用[9]。Kramer等[10]研究发现miR-142-3p和miR-142-5p双敲除小鼠导致B细胞分化增殖受到抑制，进一步研究发现miR-142-3p可以通过下调B细胞活化因子受体(B-cell activating factor receptor,BAFF-R)来促进B细胞的分化，而这种机制似乎与miR-142-5p的作用关系不大。有趣的是，我们发现miR-142-3p对于免疫细胞的调节能力更为突出，其作用涵盖调节免疫细胞的增殖、分化、活化及迁移等多种生物学过程。

1.2miR-142与炎症 miR-142-3p在炎症反应中也发挥着重要的调节作用。例如，博来霉素(Bleomycin)可以诱导小鼠肺上皮MLE-12细胞的两种促炎因子IL-1和TNF-α过表达，Guo等[11]研究发现miR-142-3p可以通过调节Cox-2表达和PI3K/AKT/mTOR信号通路来缓解博来霉素的促炎作用，miR-142-3p在功能上对炎症反应具有抑制作用。Hu等[12]研究发现miR-142-3p过表达可以减轻人牙周膜细胞(Human periodontal ligament cells,hPDLC)中脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)引起的炎症反应，其机制可能与miR-142-3p可以靶向和抑制IRAK1基因(Interleukin-1 receptor-associated kinase 1)表达相关，进而导致TLR4/NF-κB炎症信号通路的抑制。Sun等[13]研究发现在人和小鼠树突状细胞(Dendritic cells,DCs)中miR-142-3p高度表达，在LPS刺激后的DCs中发现促炎因子IL-6是表达最高的mRNA，进一步研究发现miR-142-3p能够靶向IL-6的3′UTR序列从而起到抗炎作用。Wang等[14]研究发现在骨关节炎小鼠的关节软骨组织中，miR-142-3p能够显著抑制NF-κB通路和促炎因子IL-1和IL-6表达而发挥抗炎作用。Yuan等[15]研究发现过氧化物酶体增殖物激活受体γ(Peroxisome proliferator-activated receptor γ,PPARγ)介导的miR-142-3p表达上调在小鼠体内具有抗炎作用，进一步研究发现miR-142-3p上调能够抑制HMGB1基因的表达，这可能是PPARγ介导抗炎的一种新机制。另有研究表明miR-142-3p在PBMCs向巨噬细胞(Macrophages,Mφ)分化过程中表达下调，如果miR-142-3p过表达不仅能促进单核细胞衍生的树突状细胞(Monocyte-derived dendritic cells,moDCs)的抗炎作用，还能促进moDCs与CD4+T细胞之间的相互作用，进而提高天然免疫反应[16-19]。Yamada等[20]研究发现miR-142-3p的过表达能够增强IgE高亲和力受体(FcεRⅠ)介导的肥大细胞脱颗粒，揭示着miR-142-3p可能成为过敏性炎症治疗的新靶标。综上所述，随着研究的深入miR-142-3p日益凸显其在机体抗炎中的重要地位，因为miR-142-3p不仅在经典炎症信号通路(如PI3K/AKT/mTOR通路和TLR4/NF-κB通路)中扮演重要角色，也能直接作用于免疫细胞影响天然免疫力。相信不久的将来miR-142-3p能够应用于临床炎性疾病的诊疗，进而发挥其实践价值。

1.3miR-142与自身免疫性病 miR-142-3p/5p与自身免疫性疾病密切相关。例如，Ding等[21]研究发现miR-142-3p和miR-142-5p在系统性红斑狼疮 (Systemic lupus erythematosus,SLE)患者的CD4+T细胞中显著下调，进一步研究发现miR-142-3p/5p的表达下调可以上调T细胞和B细胞活性，从而提高免疫应答。Wang等[22]研究发现miR-142-3p在SLE患者单核细胞衍生的树突状细胞(Monocyte-derived DCs,moDCs)中过表达，并且miR-142-3p过表达能够上调促炎因子IL-6和TNF-α的表达，所以抑制miR-142-3p的表达有助于提高SLE患者的免疫力。 Mandolesi等[23]研究发现在多发性硬化症(Multiple sclerosis,MS)患者和实验性自身免疫性脑脊髓炎 (Experimental autoimmune encephalomyelitis,EAE)小鼠脑中miR-142-3p高表达，进一步研究发现miR-142-3p能够通过靶向GLAST基因(Glutamate aspartate transporter)促进IL-1β依赖性谷氨酸能突触功能障碍，表明抑制miR-142-3p在MS中具有神经保护作用。Sanders等[24]研究发现miR-142-3p在继发性进展型多发性硬化症(Secondary progressive multiple sclerosis,SPMS)患者的CD4+T细胞中表达下调，进一步研究发现SOCS6基因(Suppressor of cytokine signaling 6)是miR-142-3p的靶标，而SOCS6因子作为T细胞活化的负调节剂[25]，miR-142-3p表达下调可能会降低SPMS患者的免疫力。值得一提的是，miR-142-3p/5p在不同的自身免疫病中，对免疫调控的效果甚至截然相反，例如在SLE中抑制miR-142-3p的表达能提高免疫，而在SPMS中上调miR-142-3p的表达才能够提高免疫。诚然，miR-142-3p/5p在自身免疫病中的调控作用与机制仍有待深入研究，但是miR-142在这类疾病中的价值不可忽视。相信随着研究的深入，希望miR-142能够为自身免疫性疾病的防治提供一条新思路。

1.4miR-142与免疫排斥 在免疫排斥反应中miR-142-3p/5p同样也发挥着调控作用。研究表明miR-142-3p/5p参与器官移植免疫排斥反应，并且在接受移植的患者组织中表达上调[26-29]。Sun等[30]研究发现miR-142-3p/5p是同种异体抗原刺激诱导的幼稚T细胞中表达差异最为显著的miRNA之一。Sukma等[31,32]研究发现miR-142-3p在心脏移植患者中T细胞介导的心脏排斥反应期间表达上调，而T细胞和血管内皮细胞是急性心脏排斥机制的两个主要参与者，进一步研究发现急性心脏移植排斥患者血清样品中分离的外泌体中也富含miR-142-3p，他们的实验表明体外激活 T细胞后，T细胞能够分泌外泌体，其将miR-142-3p运输到胞外区，并被血管内皮细胞接受，而在受体细胞中miR-142-3p抑制其靶基因RAB11FIP2(Rab11 family-interacting protein 2)的表达，进而增加血管内皮通透性，表明在心脏同种异体移植物排斥反应中miR-142-3p 在T细胞与血管内皮细胞间发挥信使传递作用。Danger等[33]比较了肾移植两组患者的PMBCs miRNA表达谱发现miR-142-3p在手术免疫耐受患者中的表达要显著高于药物免疫耐受患者，进一步研究发现，在手术免疫耐受患者B细胞中miR-142-3p显著表达，并且其预测的靶基因TGFBR1(Transforming growth factor beta receptor 1，转化生长因子β受体1)表达下调，显然miR-142-3p和TGF-β1的这种负反馈机制参与免疫排斥调控，但是关于B细胞中miR-142-3p的过表达是否有助于免疫应答，还有待进一步研究。诚然，miR-142-3p/5p可以作为一种免疫排斥的生物标志物，但是关于miR-142-3p/5p参与免疫排斥的研究尚处于起步阶段，而且miR-142-3p/5p在免疫排斥中的具体作用及机制仍不明晰，但miR-142-3p/5p参与免疫排斥的事实不可忽视，推测miR-142-3p/5p在未来免疫排斥患者的治疗和移植患者的预后等方面可能具有一定研究意义。

总之，miR-142-3p/5p(尤其是miR-142-3p)不仅是调节免疫细胞增殖与活化的关键因子，而且也是抑制炎症反应的中坚力量，同时也是自身免疫性疾病和免疫排斥反应的重要参与者，所以深入研究miR-142在免疫相关过程中的功能与作用机制，对于开发miR-142-3p/5p在相关疾病中的应用价值具有重要的理论和实践意义。

2 miR-142与肿瘤免疫

肿瘤免疫(Tumor immunology)是研究肿瘤抗原、机体免疫功能与肿瘤发生发展和转归的相互关系的科学。其中，免疫细胞和细胞因子在调节肿瘤发生发展中起着关键作用[34]，研究表明，炎症影响肿瘤发展的各个阶段，包括肿瘤发生、肿瘤促进、肿瘤侵袭、肿瘤转移以及肿瘤免疫逃逸[35]，而有些miRNA可以通过调节炎症相关基因表达进而影响着肿瘤免疫[36]。例如，研究表明miR-142-3p可以通过抑制NF-κB信号通路的活化来抑制TNF-α、IL-6的产生[12,14,17,37]，而抑制这种信号传导将很有可能作为一种肿瘤免疫的新方式。另外，miR-142-3p也被报道直接作用于T细胞，Zhou等[8]研究发现miR-142-3p可以通过靶向抑制人的CD25+CD4+T细胞中GARP基因进而抑制CD25+CD4+T细胞的增殖与活化，而GARP基因作为一种原癌基因在多种肿瘤中过表达[38-40]，表明miR-142-3p的这种作用机制对于肿瘤的预防是具有重要意义的。Lv等[41]研究发现miR-142-3p在急性T淋巴细胞白血病(T-cell acute lymphoblastic leukemia,T-ALL)患者的T-ALL细胞中上调，进一步研究发现miR-142-3p可以调节环磷酸腺苷(Cyclic adenosine monophosphate,cAMP)/蛋白激酶A(Protein kinase A,PKA)通路并靶向糖皮质激素受体α(Glucocorticoid receptor alpha,GRα)，高水平的miR-142-3p可以导致cAMP水平降低和PKA活性减弱，从而降低PKA对T-ALL细胞增殖的抑制作用，而糖皮质激素(Glucocorticoid,GC)是可以通过与其受体结合后来诱导肿瘤细胞的凋亡，所以miR-142-3p在功能上可以促进T-ALL细胞的增殖，也可以抑制其凋亡。

肿瘤免疫受到肿瘤微环境的调控，肿瘤相关巨噬细胞(Tumor-associated macrophage,TAM)是肿瘤微环境的关键组成部分，所以对于开发临床上的能够影响巨噬细胞活性的调节剂显得尤其重要，miR-142-3p作为这样的一种调节剂出现在人们的视野中。Snoda等[42]研究发现miR-142-3p在小鼠肿瘤相关巨噬细胞中表达下调，过表达miR-142-3p后小鼠的肿瘤相关巨噬细胞的分化受到抑制，与对照组小鼠相比存活时间更长，进一步研究发现miR-142-3p能够靶向gp130基因(Glycoprotein 130)来调节巨噬细胞分化进而抑制肿瘤的发展。Aucher等[43]研究表明，在人肝癌细胞与巨噬细胞共培养时肝癌细胞中的miR-142-3p表达显著升高，而巨噬细胞中miR-142-3p的表达减少，进一步研究发现内源性miR-142-3p从巨噬细胞转移到肝癌细胞并且能够抑制肝癌细胞的增殖。Xu等[44]研究发现，miR-142-3p可以选择性诱导人肿瘤相关M2巨噬细胞的凋亡，在miR-142-3p过表达小鼠中能够抑制神经胶质瘤的生长和侵润巨噬细胞并且能够延长小鼠的寿命。

综上所述，miR-142-3p既可以作为调节肿瘤免疫相关基因的关键因子，又可以作为一种调控TAM进而影响肿瘤微环境的重要调节剂。相信随着研究的深入，miR-142-3p必将在肿瘤标志物、肿瘤治疗和预后等过程中发挥重要作用。

3 miR-142与病毒复制

近年来，miRNA与病毒间的调控关系日益受到关注，许多miRNA在调控病毒感染、复制和增殖等过程中发挥直接或间接作用。其中，miR-142-3p/5p对多种病毒的感染和复制发挥关键调控作用。例如，Trobaugh等[45]研究发现在感染东部马脑炎病毒(Eastern equine encephalitis virus,EEEV)的小鼠单核-巨噬细胞中，miR-142-3p通过靶向EEEV的3′非翻译区来限制其在单核-巨噬细胞中的复制。Zi等[46]研究发现在感染猪血凝性脑脊髓炎病毒(Porcine hemagglutinating encephalomyelitis virus,PHEV)的小鼠中枢神经系统中miR-142-5p显著上调，进一步研究发现miR-142-5p能靶向作用于Ulk1基因(Unc-51-like-kinase1)，Ulk1可以控制神经细胞轴突生长和树突形成，下调miR-142-5p表达后可以改善PHEV引起的神经损伤，并能够限制PHEV的复制，表明miR-142-5p在功能上能够辅助PHEV的复制和诱导神经损伤。Meier等[47]研究发现在感染尤尤库尼米病毒(Uukuniemi virus,UUKV)的人上皮细胞中miR-142-3p可以靶向VAMP3基因(Vesicle-associated membrane protein 3)，而UUKV的感染和释放依赖于VAMP3蛋白，所以miR-142-3p在功能上能够抑制UUKV感染和释放等过程。Chanda等[48]研究发现在轮状病毒感染的人结肠癌细胞中miR-142-5p表达上调，如果抑制miR-142-5p的表达可以导致病毒滴度显著降低，表明miR-142-5p可能参与病毒的感染和复制等过程。然而，miR-142-3p/5p是否能够参与其他众多病毒的生物学过程还有待于深入研究。值得一提的是，miR-14-3p/5p在仅有的病毒研究中的显著作用值得关注。相信随着研究的深入，miR-142-3p/5p在多种病毒病中的功能和作用将被逐渐理清，miR-142-3p/5p在病毒性疾病防治中的应用也会呈现出光明的前景。

表1 miR-142-3p/5p在不同免疫过程中的功能

Tab.1 Functions of miR-142-3p/5p in different immune processes

miRNATissue or cellExpression characteristicsTarget geneImmune functionmiR-142-3pMouse thymocyteUpCdn1bRegulation of thymocyte proliferation[6]miR-142-3pHuman CD25+CD4+T cellUpGARPRegulatory immune response[8]miR-142-3pCD4+T cells in patients with arteriosclerosis obliteransDownRAC1,Rock2Promote migration[9]miR-142-3pMouse B cellUpBAFF-RPromote B cell differentiation[10]miR-142-3pHuman periodontal ligament cellsUpIRAK1Inhibit inflammation[12]miR-142-3pHuman and mouse DCsUpIL-6Anti-inflammatory[14]miR-142-3pMouse PBMCsUpHMBG1Anti-inflammatory[15]miR-142-3pMS patients and EAE mice in the brainUpGLASTPromote synaptic dysfunction[23]miR-142-3pSPMS patient CD4+T cellsDownSOCS6Reduce immunity[24]miR-142-3pAcute heart transplant rejection patient serumUpRAB11FIP2Messenger delivery[31,32]miR-142-3pKidney transplant patients PBMCsUpTGFBR1Participate in the regulation ofimmune rejection[33]miR-142-3pT-ALL cellsUpGRαPromote T-ALL cells proliferation[41]miR-142-3pMouse tumor-associated macrophageDowngp130Inhibition of macrophage differentiation[42]miR-142-3pMononuclear-macrophage in mice infected witheastern equine encephalitis virusUpEastern equine encephalitisvirus 3′UTRInhibit virus replication[45]miR-142-5pCentral nervous system in mice infected with porcinehemagglutinating encephalomyelitis virusUpUlk1Promote nerve damage virus replication[46]miR-142-3pHuman epithelial cells infected with Eugene Kunimi virusUpVAMP3Inhibition of viral infection[47]

4 展望

近年来，miRNA的功能与作用机制研究已经成为人们关注的焦点。miRNA在众多生理和病理过程中发挥关键调控作用，如何开发miRNA在临床疾病诊断和防治中的应用价值，已经成为miRNA研究动态的风向标。本文主要综述探讨了miR-142-3p/5p在免疫细胞的调控、炎症、自身免疫病、免疫排斥、肿瘤免疫和病毒复制等过程中的功能与作用机制，我们发现miR-142-3p/5p在免疫调控、肿瘤免疫以及病毒复制中扮演着重要的角色。在免疫方面，miR-142-3p/5p(主要是miR-142-3p)能够调节免疫细胞的增殖、分化、活化及迁移等多种生物学过程，并在抗炎过程中发挥重要作用，同时在自身免疫性疾病和同种异体移植免疫排斥反应中发挥关键调控作用；在肿瘤免疫方面，miR-142-3p既可以通过靶向相关基因进而影响肿瘤细胞的增殖，也可以作为一种调节TAM分化的因子进而影响肿瘤微环境从而发挥抗肿瘤作用；在抗病毒方面，miR-142-3p/5p在多种病毒的感染、复制、释放和致病性等过程中发挥关键调控作用。相信随着研究的深入，miR-142-3p/5p的功能与作用机制逐渐清晰，不久的将来miR-142-3p/5p能够实现其在临床疾病防治中的潜在价值。