lncRNA在树突状细胞中的研究进展①

柯昌浩 王正龙 石 蓓 （遵义医科大学心血管内科，遵义563000）

树突状细胞（dendritic cell，DC）作为较特殊的抗原呈递细胞，能有效激活初始T 细胞产生免疫应答［1］。作为免疫炎症反应的前哨兵，DC 诱导免疫反应的激活或耐受对维持免疫稳态至关重要，而DC在免疫反应中所扮演的角色取决于DC 的不同亚群［2-4］。一般来说，成熟的DC 激活免疫应答，而耐受性树突状细胞（tolerogenic dendritic cell，tDC）主要通过维持免疫抑制和免疫耐受下调免疫反应［3-4］。近年来，大量文献已报道DC 与多种炎症、自身免疫性疾病、恶性肿瘤等密切相关［2，5-6］。尽管控制 DC 发育和功能的调控网络已经得到了深入的研究，但表观遗传机制，特别是非编码基因在这一过程中所起的作用，仍需得到充分的理解。

长链非编码 RNA（long non-coding RNA，lnc-RNA）是一类长度超过200 个核苷酸的内源性细胞RNA 分子，主要由 RNA 聚合酶Ⅱ（RNA polymeraseⅡ，RNAPⅡ）转录，其缺少一个显著长度的开放阅读框（open reading frame，ORF），这意味着它们绝大多数不能编码蛋白质［7-8］。最近研究显示，lncRNA经过剪接、聚腺苷酸化等转录编辑后最终形成稳定的结构，参与到病理生理过程中［8］。由于lncRNA 在转录因子（transcription factor，TF）的募集、充当Mi⁃croRNA（miRNA）海绵、转录沉默、表观遗传重编程、mRNA 的翻译调节等方面的多重功能，其参与了包括细胞生长到凋亡在内的多种生物学途径［9-10］。lncRNA 可通过调节先天性免疫及适应性免疫来参与各种免疫途径，其表达水平的失调可导致免疫平衡的紊乱［11-12］。

尽管lncRNA 通常表现出较差的进化保守性，但lncRNA 在不同生物学过程中的差异性表达提示了它们在细胞过程中的潜在功能作用［13］。关于其在免疫细胞中的作用，这一研究仍处于起步阶段。在此总结了相关lncRNA 在DC 不同阶段中的相应联系，为将来的基础和临床研究提供新的思路。

1 lncRNA 参与调控DC 的分化发育

在炎症反应初期，单核细胞被招募到炎症部位并分化为不同的DC 亚群，从而调控免疫炎症反应的进行。作为一种新型调控分子，lncRNA 在单核细胞分化为DC 这一过程中的功能作用值得去探索。2014 年，WANG 等［14］通过二代测序高通量筛选方法检测出人外周血来DC 分化发育过程中的特异性lncRNA：lnc-DC。将lnc-DC 干扰后，DC 抗原呈递能力减弱，促炎因子分泌量减少，活化初始T细胞的功能降低，极大影响了DC 的成熟过程及其免疫功能。进一步的机制研究显示，细胞质中的lnc-DC 与STAT3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT3）的 C 端结合，促进 STAT3 羧基端 Y705 位的磷酸化，刺激STAT3 信号通路，从而调控DC 的分化。临床研究证实，lnc-DC 在子痫、冠心病、乙型肝炎等疾病的病理生理过程中具有调节作用，其机制与 STAT3 信号通路具有相关性［15-17］。ZHANG 等［17］发现lnc-DC和p-STAT3的表达水平在子痫前期患者的脱膜组织中升高且呈正相关，而lnc-DC 表达量的提高导致了DC的过度成熟，正向调控了CD4+T细胞向Th1细胞的分化，使得免疫平衡发生改变，加强了子痫前期患者体内的炎症反应。ZHUANG 等［16］将可分泌乙型肝炎病毒（hepatitis b virus，HBV）的人肝细胞系 HepG2.2.15 与 DC 共培养后发现，HBV 可提高lnc-DC 的表达水平，从而激活TLR9/STAT3 信号通路，正向调控免疫炎症反应。同样的，ALIKHA等［15］证明了lnc-DC 在冠状动脉疾病患者外周血单个核细胞中的表达量增加，其表达水平的上升也与STAT3呈正相关。上述基础及临床研究证实了一种DC 源特异性 lnc RNA-DC 在 DC 的分化发育、免疫炎症反应平衡的改变中具有重要调控作用，描绘了lnc-DC在DC相关疾病中的诊断及治疗前景。

LncRNA HOTAIRM1（HOX antisense intergenic RNA myeloid 1，HOTAIRM1）位于人类 HOXA1 和HOXA2 基因之间，在调节HOXA 簇3 端邻近基因的表达方面具有功能作用［18-19］。HOTAIRM1 在髓系细胞中特异性表达，其在循环中性粒细胞中的高表达水平可通过刺激脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）来降低，这表明这种lncRNA 在髓系细胞的分化发育中可能具有功能作用［19］。XIN 等［20］通过表观遗传学分析发现，经LPS 诱导后的成熟DC 中，HOTAIRM1区域的甲基化模式发生了动态变化，转录激活标记H3K4me3 与转录抑制标记H3K27me3 水平发生改变，导致HOTAIRM1 表达量下降。在机制上，HO⁃TAIRM1 作为DC 分化的负调控因子，可以与miR-3960 和DC 分化抑制基因HOXA1 形成一个ceRNA网络。HOTAIRM1 与miR-3960 的结合将促进HOXA1 的表达水平，维持单核细胞的表型，抑制其向DC的分化。

2 lncRNA 参与调控DC 的耐受表型

tDC 主要通过低中表达共刺激分子、分泌抑炎因子、诱导调节性T 细胞（regulatory T cells，Treg）生成来发挥负向免疫调控功能，其在器官移植、自身免疫性疾病、肿瘤等疾病中具有重要意义。详细了解tDC 在发挥免疫耐受作用时的基因组学变化，有利于更好地为临床提供tDC 治疗服务。lncRNA MALAT1（metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript1，MALAT1）在人类许多细胞类型中表达极为丰富，这种lncRNA 在哺乳动物的高度保守性提示了其功能重要性［21］。MALAT1通过抑制巨噬细胞原核因子κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）活性来下调炎症反应，证实了lncRNA MALAT1在先天免疫反应中具有负调控作用［22］。CD80作为DC特异性共刺激分子，可加强抗原呈递功能，促进免疫炎症反应。MALAT1 可以与 NF-κB 形成核 RNA-蛋白复合物，阻止NF-κB 与抗原呈递细胞中CD80 启动子之间的结合，降低CD80 活化初始型T 细胞的效率，以此负调控免疫炎症反应［23］。2018 年，WU 等［24］将过表达lncRNA MALAT1 的DC 过继转移到心脏移植小鼠及实验性自身免疫性心肌炎小鼠体内，在这两种实验动物模型中，研究人员发现小鼠脾脏中Treg 数量增加，诱导了免疫耐受，降低了心脏移植后的急性排斥反应或延缓了自身免疫性心肌炎的进展。作为一种新型免疫耐受调节因子，MALAT1在细胞质中通过充当miR-155海绵促进负免疫调控受体DC-SIGN（dendritic cell-specific intercellular ad⁃hesion molecule-3 grabbing nonintegrin，DC-SIGN）和抑炎因子IL-10 的产生，诱导tDC 的生成，提高Treg的表达水平，负调控免疫炎症反应。

长链非编码RNA NEAT1（nuclear paraspeckle assembly transcript 1，NEAT1）位于人类 11 号染色体上，富集于细胞核，与MALAT1位点相距不到70 kb，但两者之间没有同源性［25］。这种高保守性、广泛表达的lncRNA 在哺乳动物的细胞核内具有重要的功能作用，已有相关文章报道NEAT1 在艾滋、系统性红斑狼疮、恶性肿瘤等疾病中具有相应调控作用［26-28］。2019 年，ZHANG 等［29］发现经 LPS 处理的DC 中 NEAT1 明显上调。NEAT1 可充当 miRNA-3076 的海绵，从而促进NLRP3 炎症小体的表达，加强炎症反应。将NEAT1 干扰后可抑制共刺激分子CD80、CD86 和 MHCII 的表达水平，诱导 DC 免疫耐受，增加Treg 的数量。NEAT1 的表达水平可被转录因子E2F1 调控，而miRNA let7i 可靶向与E2F1 mRNA 结合，通过控制E2F1 的表达水平来调控NEAT1。体内研究同样证明了NEAT1 的免疫调节作用，在小鼠实验性自身免疫性心肌炎和心脏移植模型中，DC 中NEAT1的下调可以诱导免疫耐受［29］。

MALAT1 与NEAT1 在调控DC 耐受表型中的相反作用有力地支持了多个lncRNA 协同工作以获得免疫细胞中的特定功能状态的观点。

3 lncRNA参与调控DC的迁移能力

作为体内功能最强的抗原呈递细胞，DC 向病灶区域的迁移能力将会影响各种免疫炎症疾病的转归［30-31］。CC 趋化因子受体7（CC-chemokine recep⁃tor 7，CCR7）可调节DC 向引流淋巴结迁移，以此诱导适应性免疫［32］。尽管 CCR7 依赖性 DC 的迁移在炎症早期对消除病原体是必要的，但及时终止过度的炎症反应对机体的损害也是重中之重［30-31］。2019年，LIU 等［32］通过高通量测序获得经CCR7刺激后的DC 源lncRNA 表达谱，筛选出一种内含子lncRNA，命名为lnc-Dpf3。Lnc-Dpf3 可通过抑制免疫反应重要调控因子HIF-1α 的活性，减弱CCR7 介导的DC迁移。有趣的是，在炎症后期，CCR7 可去除lnc-Dpf3 的m6A 修饰，防止其降解，负反馈增加的lnc-Dpf3 通过抑制HIF-1α 依赖性糖酵解来阻碍DC 迁移，形成一个调控网络［32］。当然，lnc-Dpf3 在 DC 迁移中的调控作用仍处于起步阶段，其在免疫炎症反应各个时间点的作用机制并不清晰，仍需更深入的探索。

4 lncRNA在DC及其相关疾病中的表达谱

随着高通量测序技术的兴起及生物信息学分析的发展，越来越多研究发现并鉴定了多种DC 源lncRNA。2009 年，GUTTMAN 等［8］首次报告了 lnc-RNA 在DC 中的潜在作用。研究人员用Toll 样受体4（toll-like receptor 4，TLR4）激动剂刺激CD11c+小鼠骨髓源性DC，发现有20 种lincRNA 明显上调。其中，表达水平变化最大的lincRNA-COX2 富集于炎症介质COX2 蛋白编码基因处［8］。这种高度保守的lncRNA 可被NF-κB介导，通过靶向巨噬细胞或小胶质细胞调控先天性免疫反应［33-34］。在临床研究中，CHEN 等［35］使用基因芯片技术对经胰腺癌源外泌体治疗的DC与正常DC进行表达谱分析，发现3 227个差异性表达的lncRNA，经生信分析筛选及定量聚合酶链反应（quantitative polymerase chain reaction，qPCR）鉴定，发现 lncRNA-ENST00000560647 可与5 个胰腺癌相关miRNA 结合，但其在胰腺癌中的作用及其机制并未阐述。另外，WANG 等［36］分析了系统性红斑狼疮（systemic lupus erythematosus，SLE）患者外周血来源DC 的lncRNA 表达谱，与正常对照组对比后，发现有163 个lncRNA 差异性表达。其中，差异性表达的lncRNA ESIX 及lncRNA NEAT1 与SLEDAI 评分呈正相关，提示其在SLE 中的潜在作用。综上，DC源lncRNA经体内外环境刺激后，其表达量的改变与DC 相关性疾病具有联系。随着进一步的发掘与探索，DC 源lncRNA 或可成为免疫性疾病中重要的诊断生物标记物或潜在的治疗靶点。

5 结语

随着高通量测序技术的发展，越来越多的lnc-RNA 被证实参与DC 的生物学过程中，从而调控免疫炎症反应的平衡。但总体而言，lncRNA 与DC 的研究仍处于起步阶段。目前，lncRNA 在DC 中的具体作用机制尚不明确，且临床试验偏少。lncRNA能否成为DC 相关性自身免疫性疾病、移植排斥反应、恶性肿瘤中的诊断标记物及药物靶点，仍需要不断的思考与探索。当然，随着新兴技术的发展，本课题组相信，当lncRNA 的神秘面纱被层层解开时，DC 相关免疫性疾病的诊断及治疗将开启新篇章。