MicroRNAs对肿瘤相关巨噬细胞的趋化及表型的影响*

彭 妍 李国利 综述 张艳青 审校

单核-巨噬细胞是机体固有免疫反应的重要组成部分，骨髓CD34+祖细胞不断增殖，释放入血液称为单核细胞，单核细胞渗入组织中并分化为一系列特殊的巨噬细胞，这些巨噬细胞在不同的组织中有不同的表型，如脑组织中的小胶质细胞，肝组织中的库弗氏细胞，皮肤中的朗格汉斯细胞。在肿瘤间质中浸润有大量巨噬细胞，被称为肿瘤相关巨噬细胞（tumor-associated macrophage，TAM）。大量实验证实TAM多具有免疫抑制功能，与肿瘤的生长和进展等有关。miRNAs可通过调控趋化因子及炎症因子影响巨噬细胞的趋化和分化，为肿瘤的治疗提供了新的依据。

1 miRNAs对TAM趋化的影响

关于TAM的来源，目前的研究认为主要是由多种肿瘤来源的趋化因子将巨噬细胞募集到肿瘤间质中产生的。这些趋化因子包括CCL2（MCP-1）、CCL5（RANTES）、CXCL、血管内皮生长因子（VEGF）、血小板衍生生长因子（PDGF）、转化生长因子β（TGF-β）和巨噬细胞集落刺激因子（M-CSF）等［1］。据此推测TAM是由血液中的单核细胞迁移到肿瘤组织后分化而形成，而不是肿瘤组织本身具有的单核细胞分化而来的。

在众多的趋化因子中，CCL2（MCP-1）和CCL5（RANTES）是诱导TAM浸润的关键因子。很多研究表明miRNA可以通过多种途径调控CCL2的表达。在类风湿性关节炎患者的滑膜细胞过表达miRNA-124α，MCP-1的表达量明显下降［2］，说明过表达miRNA-124α能抑制MCP-1的产生。在人前体脂肪细胞中过表达miRNA-132，可诱导IL-8和MCP-1的表达［3］。MCP-1是诱导TAM浸润的关键因子，所以推测miRNA-124α、miRNA-132有可能通过调控CCL2的变化来影响TAM的趋化。

在T细胞淋巴瘤，CCL5（RANTES）能诱导单核细胞募集到肿瘤微环境中，进而促进肿瘤细胞的生存。Zhao等［4］构建miRNA-125α表达质粒，转染到T细胞中，发现过表达miRNA-125α能抑制RANTES（CCL5）的表达。据此推测miRNA-125α能通过调控CCL5的表达来调控巨噬细胞的趋化。通过研究［5］，还发现 miRNA-127、miRNA-197、miRNA-222、miRNA-223能降低乳腺癌细胞中CXCL12的表达水平并减少癌细胞增殖。同时又因为趋化因子CXCL12能诱导单核细胞趋化为表达CD163的巨噬细胞，可以推测miRNA-127、miRNA-197、miRNA-222、miRNA-223能通过调节CXCL12的表达来调控巨噬细胞的趋化。

VEGF主要是通过两个酪氨酸激酶受体VEGFR-1和VEGFR-2发挥生物学作用，且VEGF/VEGFR-1信号通路是肿瘤血管生成的关键。在人类结直肠癌，VEGF已被证明与TAM的趋化有关。在肾透明细胞癌［6］，降低VEGFR-1的表达水平可以有效地抑制巨噬细胞的浸润，而VEGFR-1的降低可以抑制MCP-1的表达，说明VEGF/VEGFR-1信号通路能通过调节MCP-1的表达来调控巨噬细胞的浸润。Linde等［7］研究发现VEGF-A对皮肤癌组织中巨噬细胞的浸润有诱导作用。很多研究也表明miRNA能调控VEGF的表达。miRNA-145［8］通过作用于VEGF的3'-UTR下调VEGF的表达，从而抑制骨肉瘤的转移和浸润。miRNA-205［9］也可以通过抑制VEGF-A 的表达来抑制神经胶质瘤的生长和转移。据此推测miRNAs能通过调节VEGF的表达调控巨噬细胞的趋化。

CSF的表达能诱导TAM的浸润。在小鼠的急性炎症模型中，miRNA-155能介导CSF的表达［10］。最新的研究［11］还表明miRNA-21能调节乳腺癌组织中CSF的表达。上述CSF能有效地调控单核巨噬细胞的趋化，据此推测miRNA-155、miRNA-21能通过调控CSF的表达来调控TAM的趋化。

在胃癌细胞中过表达miRNA-451能下调巨噬细胞迁移抑制因子（MIF）蛋白的表达［12］，说明miRNA-451能调控MIF的表达，且两者呈负相关。而MIF是巨噬细胞趋化的抑制因子，可以推测miRNA-451能调控巨噬细胞的趋化。

2 miRNAs对TAM表型的影响

目前认为，迁徙至组织的单核巨噬细胞受所处环境的影响发生不同性质的活化，而据其分子表型与功能特征，活化的巨噬细胞包括两种类型。1）经典活化的巨噬细胞M1型，通常由微生物产物（如LPS或TNF、IFN-γ）等诱导，其特点是高表达IL-12和IL-23，能分泌NO和活性氧及多种炎症因子和趋化因子，可递呈抗原参与Th1型免疫应答，抵御病原体入侵和监视肿瘤病变。2）替代性活化的巨噬细胞M2型，主要受IL-4、IL-10和TGF-β等的诱导，其特点是高表达IL-10，低表达IL-12。M2的抗原递呈能力差，同时还分泌细胞因子抑制T细胞增殖活化。研究发现TAM多具有M2型巨噬细胞的表型和功能，提示肿瘤微环境中存在使巨噬细胞朝M2型分化的某些因素［1］。Sica等［13］又将M2型巨噬细胞分为1）M2a型：其刺激信号为IL-4和IL-13，诱导Th2型免疫反应，在过敏反应和寄生虫感染免疫中起主要作用；2）M2b型：其刺激信号为免疫复合物和Toll样受体或IL-1配体，介导Th2型T细胞活化和免疫调控；3）M2c型：其刺激信号为IL-10，介导免疫调控，参与基质沉积和组织修复。

越来越多的研究表明miRNA在肿瘤相关巨噬细胞的活化分型上发挥重要调节作用。在人类结直肠癌［6］TNF-α被证明与TAM的趋化分型有关。Shim等［14］发现凝聚素诱导分泌的TNF-α对巨噬细胞的诱导有重要作用。Tili等［15］用LPS刺激小鼠的RAW264.7巨噬细胞，发现LPS能上调miRNA-155的表达并抑制miRNA-125的表达，miRNA-155能促进TNF-α的表达，而miRNA-125对TNF-α的表达有抑制作用。还有研究［16］表明miRNA-146a能调节TNF-α的表达水平。所以我们推测miRNA-155、miRNA-125、miRNA-146a能通过调节TNF-α的表达水平来诱导巨噬细胞向M1型分化。

IFN-γ能诱导单核细胞向M1型TAM转化，并能转变已有的M2型TAM向M1型分化。培养IFN-γ-/-和IL-4Rα-/-老鼠并诱导其肺癌模型［17］，发现IFN-γ-/-诱导的肺癌组织中TAM表现为M2型的功能，而IL-4Rα-/-诱导的肺癌组织中TAM为M1型。说明IFN-γ能诱导单核细胞向M1型TAM分化。miRNA-21在IFN-γ的信号通路和T细胞极化中发挥关键作用，miRNA-21的缺乏使T淋巴细胞表达更多的IFN-γ［18］，说明miRNA-21能调节IFN-γ的表达。在人类NK细胞，IL-12和IL-18的共同刺激可以诱导miRNA-155的表达，miRNA-155的过表达能增强诱导IFN-γ的表达，而降低miRNA-155的表达能抑制IFN-γ的表达［19］。据此推测miRNA-21、miRNA-155两者能调节IFN-γ的表达，进而调控巨噬细胞的分型。

IL-10是影响TAM形成的因子之一，能缓解IFN-γ的激活作用，抑制各种促炎细胞因子的表达。IL-10协同CCL-17抑制巨噬细胞向M1型TAM分化，促进其向M2型TAM分化。Linde等［7］发现VEGF-A对巨噬细胞的产生有诱导作用，但不能引起巨噬细胞的分型，而IL-4和IL-10却能诱导巨噬细胞向M2型分化。研究表明［20］miRNA-98以IL-10的3'-UTR为目标来调控IL-10的表达，高表达的miRNA-98能抑制IL-10的表达。还有研究［21］表明，在巨噬细胞，大量miRNA-21能抑制程序性细胞死亡4（PDCD4）的表达，PDCD4能抑制抗炎细胞因子IL-10的释放。所以预测miRNA-98和miRNA-21能通过调控IL-10的表达来诱导巨噬细胞向M2型分化。

TGF-β是介导肿瘤逃逸的关键分子，一方面能直接诱导巨噬细胞向M2型分化，另一方面TGF-β能促进巨噬细胞产生IL-10，并抑制细胞产生IL-12［22］，从而进一步诱导巨噬细胞向M2型分化。Smad2/3磷酸化是TGF-β活化的直接结果，是TGF-β信号传导通路的关键点所在，最近的研究结果显示，miRNA-155可通过靶向抑制Smad2蛋白表达，影响细胞对TGF-β的反应［23］。研究［24］发现miRNA-590-5p能靶向调节TGF-βⅡ型受体（TβR-Ⅱ）的表达，TβR-Ⅱ是典型的TGF-β信号通路的受体之一，能与TGF-β的配体结合并诱导细胞内信号转导。说明miRNA-590-5p能调节TGF-β的信号通路。还有研究表明［25］miRNA-125a-5p能调节一些炎性细胞因子（IL-2、IL-6、TNF-α、TGF-β）的分泌。因此推测miRNA-155、miRNA-590-5p、miRNA-125a-5p三者能通过介导TGF-β的表达来诱导TAM向M2型分化。

Toll样受体（TLR）能诱导巨噬细胞向M2型分化［13］，而且TLR能引起IFN和CC趋化因子的表达，实验证实TLR信号通路上的MyD88是miRNA-155的靶蛋白，因此miRNA-155能调节TLR的表达，从而调控巨噬细胞的分型。IL-13是促进巨噬细胞向M2型分化的重要细胞因子，而且在协调M1型和M2型巨噬细胞的功能平衡上发挥重要作用，miRNA-155能通过调节IL-13的表达来调节巨噬细胞的分型［26］。

3 问题与展望

有研究［27］利用志贺氏菌能诱导巨噬细胞凋亡的特点，使荷瘤小鼠感染减毒志贺氏菌，肿瘤相关巨噬细胞数量明显减少，肿瘤明显消退。该研究结果提示TAM可以作为抗肿瘤治疗的有效靶点。另一同类研究结果表明用脂质体包埋氯甲双磷酸盐部分清除小鼠巨噬细胞后，可抑制荷瘤小鼠的肿瘤生长［28］。并且该研究还发现人主要组织相容性复合物Ⅱ（MHCⅡ）分子低表达TAM的浸润与肿瘤进展密切相关。这些研究提供了一种新的开发免疫抗肿瘤治疗药物的策略，即靶向清除巨噬细胞或改变TAM表型。

前已述及，miRNA在TAM表型的调控方面具有重要作用。有研究显示［29］miRNA-155能使TAM从M2型向M1型转变，发挥促炎、抗肿瘤作用。以转变TAM表型及功能为治疗目的，miRNA无疑具有重要的治疗价值。

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