神经系统疾病中MicroRNA调控小胶质细胞极化机制研究

王洪超 赵亦慢

（昆明卫生职业学院（中专部） 云南昆明 650101）

神经系统疾病中MicroRNA调控小胶质细胞极化机制研究

王洪超 赵亦慢

（昆明卫生职业学院（中专部） 云南昆明 650101）

在多种神经系统的损伤和疾病中，神经炎症都发挥着重要的作用，而小胶质细胞是中枢炎症反映的重要招募者和执行者，是中枢主要的免疫监督细胞，是定居于中枢神经系统的巨噬细胞。本文通过分析小胶质细胞的极化，探讨了MiRNA参与小胶质细胞和巨噬细胞极化的调控，并且对在神经系统疾病中，MicroRNA影响小胶质细胞极化的重要性进行分析。

神经系统疾病 MicroRNA 小胶质细胞 极化机制

通过转录后调控作用,作为重要的基因调控分子,非编码RNA—mincroRNA涉及人类生命体生长、发育和死亡各个阶段,影响着大约30%～90%的人类基因表达。在炎症反应和免疫应答中,minRNA发挥也重要作用。

1 小胶质细胞的极化

小胶质细胞占中枢神经胶质细胞总量的5%～12%,经过迁移定位于中枢神经系统,起源于胚胎其卵黄囊中的共同淋巴细胞前体。在发育过程中,小胶质细胞可以参与中枢神经系统的塑形,清楚凋亡的细胞和错配的神经连接。当中枢损伤时,小胶质细胞发挥细胞吞噬、产生氧自由基等功能。从形态和功能等方面,中枢常驻的静止小胶质细胞激活后分支状的突起回缩,转变为阿米巴样,因此,其与巨噬细胞很难明确区分。激活的小胶质细胞包括经典激活（M1）小胶质细胞和选择性激活（M2）小胶质细胞两种截然相反的极化类型。而干扰素和Toll样受体的配体可以促进外周巨噬细胞分泌大量的促炎因子等,可以刺激静息的小胶质细胞极化为M1型,并有效杀灭细胞内病原体,加强呈抗原的能力。而由Th2型细胞因子IL-4、IL-13协同TLR配体等可诱导产生M2型的小胶质细胞,从而抑制促炎因子的产生,分泌抗炎因子,减少呼吸爆发的激活。同时还能促进神经损伤修复。

M2型细胞可以分为M2a型、M2b型和M2c型。由IL-4介导,选择性激活的小胶质细胞M2a型能够修复组织、抗炎。M2b型具有促进Th2型分化的抗原提呈功能。并且由于缺少杀灭病原菌的作用,一些抗炎刺激得到的小胶质细胞仍然保留了吞噬功能等,因此,被称为M2c型。另外,静止的小胶质细胞与激活的小胶质细胞等在抗原标记和形态上,也存着明显的区别。他们能敏锐地感受外界环境变化并维持动态的平衡,另外,经典的小鼠M2型巨噬细胞表面标志物Argl等在人巨噬细胞中并不能被IL-4诱导产生,因此,要注意任何小鼠免疫系统的差异。

2 MiRNA参与小胶质细胞和巨噬细胞极化的调控

2.1 不同极化小胶质细胞和巨噬细胞中MiRNA的差异表达

随着小胶质细胞和巨噬细胞的极化,minRNA的表达水平会发生改变,并且结果也具有较大的差异。采用IL-4刺激诱导M2型极化,LPS加IFN-将小鼠骨髓来源巨噬细胞刺激诱导M1型极化, miRNA芯片分析及PCR验证结果显示,M1型巨噬细胞中,miR-181a等的表达高于M2型巨噬细胞。而miR-125-5p等表达低于M2型巨噬细胞。另外,结合miRNA等表达谱芯片及生物信息学分析手段,将体外培养纯化的小鼠小胶质细胞分别进行LPS和IL-4刺激,坚定了6种可能调控小胶质细胞极化的miRNAs。其中,miR-124等可能参与调控抗炎通路和M2型极化,而miR-689等可能与促炎通路和M1型极化有关。

通过miRNA表达谱,对极化的人类单核细胞来源巨噬细胞进行体外给予人类MDM不同细胞因子刺激,得到M1、M2a等四种激活表型,结合qPCR检测,在不同极化条件下,miRNA芯片发现有8种miRNA表达变化具有统计学意义。发现绝大部分都是过客链,只有miR-193b是引导链。由于过客链在体内表达丰度较低,在miRNA诱导下,大部分过客链不会发挥生物学功能,会在沉默复合体中被剔除,因此,在人巨噬细胞极化中,这些表达变化的miRNA过客链的作用和意义有待验证。另外,在M1型细胞中,采用二代测序比较M1、M2a和M2c极化状态人类MDM的基因表达,发现,miR-181b特意在M2a细胞中下调,miR-145-5P在M1型细胞中上调。而miR-200a-3p在M2c型巨噬细胞中特异性下调。

2.2 miRNA调控小胶质细胞和巨噬细胞炎症反应及M1极化

miRNA可调控小胶质和巨噬细胞具有多用M1极化,其中,能明确促炎性miRNA分子的是miR-155,巨噬细胞中过表达miR-155将促进肿瘤坏死因子的表达增加；而TNF的表达水平较低,并且小鼠出现免疫缺陷。通过作用于几个比较重要的幸好转导分析TAK结合蛋白1等,miR-155能够起到促进M1极化的作用。MiR-155能够参与促进细胞的炎症反应,直接结合并抑制多种抗炎相关蛋白。另外,通过下调MRK-1,miR-101可以促进MAPK通路激活和IL-6等的表达,促进M1极化。通过靶向,miR-92a可以抑制磷酸化丝裂原活化蛋白激酶4,抑制M1极化,调控JNK/c-Jun通路。而通过促进巨噬细胞共刺激因子的表达,miR-125b可以促进M1极化。miRNAs可以参与调控TLR4/NF-κB通路炎症反应,由于TLR4/NF-κB通路激活可以诱导巨噬细胞经典激活,进而调控M1型极化。如：通过结合To11/白细胞借宿1受体结构域,miR-145可以衔接蛋白抑制TLR信号的传导。而在这些miRNA中,部分miRNA对炎症反应就有负反馈调节作用。如：通过MyD88和TRIF依赖途径激活TLR2-4,可以进一步组织巨噬细胞过渡炎症反应,诱导产生miR-147。在炎症方法反应前馈网络中,miRNAs也是重要组分。在多种M1型极化条件中miR-155可以在lps、TNF-α等的刺激下都发生上调。另外,一些miRNAs在LPS刺激和微生物感染后是下调的,会导致免疫反应的增加。

2.3 miRNA调节小胶质细胞和巨噬细胞M2极化

miR-124能够促进小胶质细胞和巨噬细胞M2极化的miRNA,早中枢常驻的小胶质细胞中,MiR-124是脑特异性miRNA能够维持脑内小胶质细胞静息状态。而过表达的miR-124,对导致M1型细胞表面分子的减少。一些对M1极化具有重要调节作用的分子也会调控M2极化,如：M2型极化的重要转录因子C/EBP-β可以调节Arg1、IL-10等的表达。由此可见,在抑制巨噬细胞向M2型极化中, miR-155也能发挥重要作用。IRF4能够参与M2极化调控的重要转录因子,而MiR-125b可以下调IRF4表达,因此,MiR-125b可能抑制巨噬细胞M2极化。

3 MicroRNA影响小胶质细胞极化的重要性

在多种系统疾病中,神经炎症反应都发挥重要作用,在中枢炎症反应中,小胶质细胞居于核心地位。如：多发性硬化症是一种自身免疫性中枢神经系统脱髓鞘疾病,发病初期的神经症状表现为复发和缓解过程。目前,在MS的发生和发展中,小胶质细胞极化具有重要作用。在MS及其动物模型试验性自身免疫性脑脊髓膜炎的发病总,小胶质细胞存在明显的时空差异。在大鼠急性FAE模型中,在疾病发病期和高峰期,M1极化小胶质细胞比例明显上调,疾病恢复期, M2细胞比例上升,M1细胞比例下调。由于病灶在髓鞘化障碍的重要原因,MS患者慢性非活动性病灶中M2型小胶质细胞缺失。另外,通过分泌促炎和毒性因子,M1极化小胶质细胞会导致轴突变损。其次,通过靶向激活p38MAPK等依赖性信号通路,半乳糖凝集素抑制iNOS等下游促炎型介质的表达,从而促进M2极化,抑制小胶质细胞M1极化。在EAE模型中,移植分泌Ga11的星形胶质细胞等可以抑制EAE发病,Ga11的表达将导致炎症诱导的神经退变加重。研究表明MS患者外周血单核细胞和中枢小胶质细胞中miR-155表达明显上调,可以刺进人MDM和M1型极化。另外,通过miRNA改变小胶质细胞极化状态,也可以显著影响MS动物模型发病的严重程度。体内注射miR-124过表达病毒可以抑制中枢神经系统炎症反应,有效减缓EAE的进展。

而肌萎缩侧索硬化症发病机制尚未明确,是以选择性运动神经元变形丢失,进行性瘫痪为特征的慢性致死性神经退行性疾病。在ALS的发生和发展中,运动神经元损伤区激活的小胶质细胞发挥着重要作用,疾病早期,以M2型极化的小胶质细胞占优势,进展期以M1型居多,ALS小鼠的小胶质细胞中特异性表达的很多miRNAs,并且通过反复注射LPS可以增加ALS小鼠中枢M1型小胶质细胞的比例。如：miR-155、miR-21等都可以促进炎症反应和M1型极化。

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［3］李慧泉，陈聪，娄绘芳，段树民.小胶质细胞在脑中的生理功能［J］.生命科学，2014（06）.

R741

A

1674-2060（2016）03-0132-01

王洪超（1984—），男，云南宾川人，本科，执业医师，主要研究方向：解剖学临床研究。赵亦慢（1989—），男，瑶族，云南广南人，本科，护士资格证，研究方向：解剖学临床研究。