微小RNA在免疫性血小板减少症发病机制中的研究进展
2018-01-25赵海丰阚育田王鑫源张翼鷟
赵海丰,阚育田,王鑫源,张翼鷟
免疫性血小板减少症(immune thrombocytopenia,ITP)是一种器官特异性获得性自身免疫性疾病,其特征为血小板破坏增加或生成减少导致外周血血小板的减少,引起广泛的皮肤、黏膜及内脏出血[1]。ITP的发病机制迄今尚未阐明,目前认为ITP的发病是一个多步骤的过程,T细胞、B细胞和抗原递呈细胞(antigen presenting cell,APC)等均发挥重要作用[2]。微小RNA(microRNA,miRNA)为19~22个核苷酸组成的非编码RNA,其在转录后水平调控基因的表达,参与多种疾病的发生和发展[3]。本文就近年来对miRNA在ITP发病机制中作用的研究进展做一综述。
1 外周血单个核细胞(PBMC)m iRNA与ITP
笔者研究发现,在ITP患者外周血PBMC中miR-409-3p明显低表达,干扰素-γ(IFN-γ)明显高表达,并证实IFN-γ是miR-409-3p的靶基因;检测ITP患者治疗前后miR-409-3p的表达量,发现在ITP患者血小板升至安全值后明显升高;Drosha是一种核糖核酸酶,在miRNA成熟体的形成过程中发挥重大的作用,检测发现Drosha的mRNA表达水平在ITP患者中明显低表达,相关性分析发现miR-409-3p的表达与Drosha的表达呈正相关,表明Drosha表达的降低可能是导致miR-409-3p低表达的原因之一,miR-409-3p参与了ITP的发病[4]。同时,笔者也发现miR-130a参与了ITP的发病,在ITP患者外周血PBMC中miR-130a低表达,miR-130a通过调节靶基因转化生长因子(TGF)-β1和白细胞介素(IL)-18的表达参与ITP的发生,且miR-130a与TGF-β1之间存在相互调节的关系;另外,随着疾病的缓解,miR-130a和TGF-β1的表达上调,同时IL-18的表达下调,表明miR-130a与疾病状态相关,提示miR-130a可以作为ITP疾病诊断的生物学标志[5]。
其他课题组同样发现多种异常表达的miRNAs参与了ITP的发病。如冯媛等[6]发现在ITP患者PBMC中miR-15a的mRNA表达水平显著下降,且与血小板计数呈正相关,过表达miR-15a后可显著抑制IFN-γ和IL-2的产生,促进IL-4和IL-10的生成,纠正Th1/Th2细胞的失衡,提示miR-15a可作为ITP潜在的治疗靶点。邓顺江等[7]研究表明初诊ITP患者PBMC miR-205的表达水平上调,治疗完全缓解后miR-205的表达下调,且表达水平与血小板数量呈负相关,表明miR-205可能与ITP的发病有关。韩志君等[8]发现ITP患者miR-146a表达降低,与血小板计数呈正相关,且在糖皮质激素治疗过程中,miR-146a表达逐渐增高,同时发现ITP患者miR-146a表达与其外周血细胞因子TNF-α、IL-2和IFN-γ呈负相关,提示其参与慢性ITP的发病机制可能与上述细胞因子有关。Liu等[9]也有类似发现,miR-146a在ITP患者中低表达,且与调节性T细胞(regulatory T cell,Treg)数量和血小板数呈正相关,miR-146a的激动剂可以促进Th17和Treg细胞的分化,体外实验证实地塞米松能上调miR-146a的表达,表明miR-146a可能是治疗ITP的潜在靶点之一。Qian等[10]发现初诊ITP患者有14个表达差异的miRNAs,其中12个表达上调,2个表达下调;在慢性ITP患者中有7个miRNAs表达上调,表明miRNA参与ITP的发病,但对于其具体的功能未做进一步的研究。Qian等[11]研究发现miR-155在ITP患者高表达,与靶基因SOCS1 mRNA水平、血小板计数以及血浆IL-4,IL-10和TGF-β1呈负相关,与IL-17A呈正相关;经激素治疗后缓解的ITP患者miR-155显著下调,表明miRNA-155参与ITP的发病。刘璐等[12]通过检测 miR-181a、miR-146a、miR-326和 miR-142-3p等4种免疫相关的miRNAs在ITP患者PBMCs中的表达,发现ITP患者miR-146a、miR-326和miR-142-3p表达水平与正常对照组相比明显降低,且miR-146a与血小板计数呈正相关,表明miR-146a、miR-326和miR-142-3p表达异常在ITP的发生和发展中可能发挥了一定的作用。总之,在ITP患者外周血PBMC中多种miRNAs参与了ITP的发病,部分研究者对具体的miRNA做了功能性研究,进一步阐明了miRNA在发病中的具体机制。
2 外周血CD4+T细胞m iRNA与ITP
Li等[13-14]研究发现ITP患者血浆CXCL13明显高表达,经地塞米松治疗后,CXCL13表达下调,并呈时间和剂量依赖性;在CD4+T细胞中,miR-125-5p前体可以抑制CXCL13的表达,miR-125-5p抑制物能增加CXCL13的表达,间接证明CXCL13是miR-125-5p的靶基因,同时荧光素酶检测直接证实CXCL13是miR-125-5p的靶基因,表明miR-125-5p参与ITP的发病;进一步研究发现长非编码RNA MEG3在CD4+T细胞中高表达,其能够抑制miR-125-5p的表达,且MEG3的低表达和miR-125-5p的过表达均能够促进FOXP3的表达,抑制RORγt的表达,从而介导Treg/Th17的失衡,导致ITP的发生,提示miR-125-5p在ITP的发病中起到重要的作用。
3 外周血Treg细胞m iRNA与ITP
Treg在ITP发病中起到重要作用[15],有研究者以ITP患者外周血Treg细胞为对象来研究miRNA表达情况。如曾艳等[16]使用流式细胞仪分选ITP患者外周血Treg细胞,采用Solexa深度测序法检测miRNA表达谱,结果发现ITP患者Treg细胞中存在多个miRNAs表达异常,其中miR-1976、miR-548ae-5p和miR-5096-p3高表达,而miR-548am-5p、PC-3p-63471和PC-3p-96627低表达;对所有差异miRNAs的基因功能及信号途径进行富集性分析,发现靶基因主要参与14条通路,代谢途径是靶基因的主要参与通路,而其中可能参与ITP发病机制的信号通路主要是ErbB和TGF-β两个信号通路。范江砂[17]发现ITP患者Treg细胞内有差异表达的miRNAs共计502个,其中表达上调244个,表达下调258个;miR-155-5p、miR-146b-5p和miR-142-3p表达水平显著降低,表明ITP患者外周血Treg细胞内miRNA表达谱的差异可能影响了Treg细胞发挥正常的免疫抑制功能,是ITP发病的机制之一。
4 外周血CD19+B细胞m iRNA与ITP
CD19+B细胞是分泌自身抗体的主要细胞[18],miR-155转录来自于21号染色体B细胞整合簇区域,与B淋巴细胞分泌自身抗体有关,并影响B淋巴细胞功能的发挥。郭莹等[19]通过检测ITP患者外周血CD19+B细胞中miR-155的表达,分析其与B淋巴细胞数量、免疫功能及与各项临床指标的相关性,结果发现miR-155在ITP患者外周血的CD19+B中异常高表达,CD19+B细胞中IgG、IgM高表达,含SH2结构的5'肌醇磷酸酶-1(SHIP-1)低表达,相关性分析显示miR-155与B1细胞(CD19+CD5+B细胞)数量呈正相关,与SHIP-1的表达量及外周血血小板计数呈负相关,miR-155在ITP患者外周血CD19+B细胞中异常高表达,并与B淋巴细胞功能紊乱及胞内抗体产生有关,提示其可能参与ITP的发病。
5 血浆m iRNA与ITP
有关ITP患者循环miRNA的研究较为少见。隋涛等[20]通过基因芯片检测ITP患者外周血发现,血浆中存在包括15个表达上调的和14个表达下调的miRNAs,实时定量PCR进一步证实,与健康对照组相比,miR-4778-5p和miR-4800-5p显著高表达,而miR-4707-5p、miR-4721、miR-3620-3p和miR-378i显著低表达;同时,通过TargetScan和miRanda软件预测出608个潜在的靶基因,其中参与生物学过程的基因占78.12%,参与分子功能的基因占80.76%,参与细胞组分的基因占87.66%;通路分析显示157个信号通路与之相关,其中钙离子信号通路和T细胞受体信号通路关系最为密切。上述研究表明ITP患者血浆miRNA存在差异表达谱,钙离子信号通路和T细胞受体信号通路可能参与ITP的发病。
6 结语与展望
ITP是一种自身免疫性出血性疾病,其发病机制复杂。目前认为ITP的发病是一个多步骤,多细胞参与的过程。近年来研究发现,miRNAs在ITP发病中扮演了重要作用。本文从不同临床标本如PBMC、CD4+T细胞、CD19+B细胞以及血浆等,分别总结了众多表达差异的miRNAs,同时对部分表达异常的miRNA功能进行了探讨,如筛选到靶基因,从表观遗传学的全新角度阐明ITP的发病机制,以期为ITP的治疗提供潜在的治疗靶点。