miR-155对变应性鼻炎患者ILC2转录因子GATA3调控作用的研究进展

黄雪颖， 李荣荣， 张少杰， 唐凤珠(综述)， 瞿申红(审校)

变应性鼻炎(allergic rhinitis,AR)是由免疫球蛋白E(immunoglobulin E,IgE)介导的鼻黏膜非感染性慢性炎症性疾病，以阵发性喷嚏、流水样涕、鼻痒、鼻塞为鼻部主要症状，以眼痒、流泪及皮肤瘙痒为伴随症状。据报道约有40% AR患者伴有哮喘症状[1]。研究显示，国内AR患病率为4%～38%[2]，呈上升趋势。AR的免疫学发病机制通常被认为是由Th1/Th2/Th17细胞失衡引起的适应性免疫反应。作为最先接触空气中抗原的鼻黏膜，固有免疫是抵御酶活性过敏原入侵的第一道屏障[3]。本文就固有免疫在启动AR的适应性免疫中的作用机制研究现状综述如下。

1 Ⅱ型固有免疫细胞(type Ⅱ innate lymphoid cells,ILC2)在AR中的功能

1.1固有免疫在AR中的研究进展 固有免疫由屏障结构、固有免疫分子和固有免疫细胞(innate lymphoid cells，ILCs)构成。参与AR中的ILCs主要包括单核吞噬细胞、树突状细胞(dendritic cells,DC)、肥大细胞、嗜碱性粒细胞。在AR的致敏阶段，酶活性变应原可破坏鼻黏膜屏障，通过接触DC表面的Toll样受体启动适应性免疫反应。DC诱导T淋巴细胞分化为Th2型细胞，促进B淋巴细胞分泌IgE，IgE结合肥大细胞、嗜碱性粒细胞及DC表面受体FcεRI形成IgE-FcεRI复合物，导致机体致敏。当机体再次接触变应原时，IgE-FcεRI与变应原作用诱发以鼻部症状为主的速发相超敏反应。致敏的ILCs如肥大细胞、嗜碱性粒细胞释放组胺、白三烯、前列腺素、血小板活化因子等炎性介质，使得Th1/Th2平衡向Th2优势方倾斜，放大并持续引起以鼻黏膜水肿为主的迟发相反应。

1.2ILC2在AR中的作用 ILCs起源于骨髓中的共同淋巴样祖细胞，属于非T细胞、非B细胞、非NK细胞[4-6]。ILCs具有淋巴细胞的典型形态，与T、B淋巴细胞也有着共同的起源，但却没有抗原特异性受体，不经历受体基因重排和克隆选择，也不具有髓系细胞的标志物和形态特征[7]。ILCs可分泌多种与辅助性T细胞相关的细胞因子，根据表达的转录因子DNA结合抑制因子2的不同，分为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型。其中Ⅱ型ILCs与AR最密切相关，ILC2在骨髓中受转录因子孤核酸受体α、自主生长因子1、GATA结合蛋白3(GATA binding protein 3，GATA3)、转录因子1、Bcl-2的调控发育成熟，后定居于鼻黏膜固有层。当鼻黏膜上皮细胞受到抗原刺激后，分泌大量的白细胞介素(interleukin,IL)-25、IL-33和胸腺基质淋巴细胞生成素。其中上皮细胞、内皮细胞、巨噬细胞以及肥大细胞产生的IL-33与ILC2生长刺激表达基因2结合后，能分泌Th2型细胞因子，包括大量的IL-5、IL-13，少量的IL-4、IL-9和粒细胞集落因子。上皮细胞产生的IL-25并经由IL-25R诱导ILC2，也可产生Th2型细胞因子。细胞因子IL-5、IL-13和IL-4为Th2细胞的重要调质，刺激B淋巴细胞分泌IgE[8]。它们的表达能刺激噬酸粒细胞浸润，促进杯状细胞黏液的分泌，参与组织修复，还能引起肥大细胞增多和肌肉收缩[9]，扩大局部由Th2驱使的变应性炎症[8]。有研究证实，在肿瘤中GATA3是miR-155的靶基因[9]，而GATA3又是ILC2的分化调控因子[10]。microRNA-155(miR-155)可能在变态反应性疾病的发病中也起着重要的作用，例如哮喘、过敏性鼻炎[11]和特发性皮炎[12]。ILC2和Th2细胞具有共同的转录因子GATA3。

2 GATA3

GATA3是一种锌指蛋白，属于转录因子GATA家族的一员。GATA家族对一致性序列(T/A)GATA(A/G)具有高度亲合性，是一类能识别GATA基序并与之结合的转录调节因子[13-14]。目前研究表明，GATA3在Th2细胞的分化过程中不可或缺，它通过调节Th2相关细胞因子基因的组蛋白修饰，如组蛋白H3赖氨酸4的甲基化，使染色质重构，利于转录因子结合，促进Th0向Th2细胞分化，是反映Th2型免疫反应的主要标志之一。GATA3大量表达，不仅能够促进Th2分化，促进Th2相关细胞因子如IL-4、IL-5和IL-13的表达[15]，还能抑制Th1分泌肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)-γ、IL-2。研究表明，GATA3基因在AR患者和动物模型的血液单个核细胞中过度表达，在AR的发生发展中起关键作用[16]。在Th1/Th2平衡中，GATA3除了能够促进Th2优势分化，也可作为调控因子促进ILC2的分化，控制IL-13及人基质裂解素2的表达[17]。有研究对AR患者鼻黏膜中转录因子FOXP3、GATA3和T-bet的表达数量进行研究，结果表明过敏患者产生GATA3的比例更高[18-19]。T-bet在AR患者外周血单核细胞中的表达下调[20]。在Nakamura等[19]的研究中，经抗原激发后的AR患者鼻黏膜中GATA3、IL-5和粒-巨细胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony-stimulating factor,GM-CSF)的表达同时出现上调。

3 miR-155

microRNAs(miRNAs)在总RNA中占比2%，是一类长度19～22个核苷酸，具有调控作用的内源性非编码小RNA片段。miRNAs通过结合目标RNA的3端非编码区，进行分解或翻译抑制，从而改变目标RNA，于基因转录后进行调节[21]。miR-155是与免疫炎症反应紧密相关的miRNAs之一，它不仅参与获得性免疫应答反应，还与天然免疫应答反应有关。在巨噬细胞中，它可以被多种信号分子所诱导表达，而高表达的miR-155也可进一步促进巨噬细胞发挥。也有研究认为miR-155参与调节巨噬细胞的凋亡[22]。在B淋巴细胞的发育过程中miR-155可促进其生发中心的分化及成熟，而抑制miR-155可使B淋巴细胞在生发中心的功能发生障碍[23]。在T细胞中，它主要诱导Th1细胞的分化，而相对抑制Th2细胞的分化[24]。miR-155在大部分免疫炎症及自身免疫性疾病中的表达升高，如类风湿性关节炎和胃炎等[25-26]。但在某些免疫炎症及自身免疫性疾病中，miR-155的表达则呈降低趋势。特发性皮炎患者与正常健康人相比，其外周血中Th17细胞所占的比例显著增高；皮损及外周血CD4+T淋巴细胞中miR-155表达显著升高；在外周血CD4+T淋巴细胞中IL-17 mRNA表达显著升高，而细胞因子信号抑制物1(suppressor of cytokine signaling 1,SOCS1)的表达显著下降，并且miR-155的升高与SOCS1的下降呈负相关，与IL-17 mRNA的升高呈正相关[12]。miR-155敲除后哮喘小鼠在嗜酸粒细胞数目及黏液分泌状态较野生型小鼠均有所下降，以及Th2和相关细胞因子也都有所下降，表明miR-155缺失可削弱Th2的活化[27]。由卵清白蛋白处理并经miR-155敲除的小鼠中显示出气道高反应性明显减弱，提示miRNAs是气道高反应性疾病的潜在治疗靶点，且通过构建慢病毒载体沉默miR-155的表达可以减轻哮喘小鼠的临床特征[28]。已有研究使用miR-155的RNA干扰的慢病毒载体对哮喘模型小鼠进行干预，小鼠的炎症及气道高反应性显著减轻[12]。有学者在对AR的研究发现中miRNA-181a和miR-155与AR外周血Treg细胞的增殖和功能密切相关，Treg细胞内这2个miRNAs水平降低，且其在细胞内水平与Treg细胞的百分比、IL-10和TNF-β的表达呈正相关，而与AR鼻部症状总评分呈负相关[29]。一项研究分析了159例成人受试者鼻黏膜组织中的miRNAs差异表达，观察到AR患者鼻黏膜中miR-155显著升高[30]。Li等[9]对前列腺癌的研究报道中，在5 348个差异表达的基因中，GATA3最有可能是miR-155的靶基因之一，且在构建的miR-155沉默细胞株中发现miR-155过表达可抑制GATA3表达水平。经研究证实，在肿瘤中GATA3是miR-155的下游靶基因。而GATA3又是ILC2的分化调控因子[31]。miR-155为变态反应性炎症中ILC2细胞增殖分化所必需的，而抑制miR-155可明显减弱过敏性呼吸道疾病。已有研究证实，AR患者鼻黏膜中miR-155表达升高[10]。在小鼠气道变应性炎症模型中，IL-33可诱导ILC2高表达miR-155，而miR-155可介导IL-33诱导ILC2的促Th2免疫应答功能[32]。有研究发现miR-155可以通过保护ILC2免受凋亡从而促进Th2型免疫反应[33]。这表明miR-155和ILC2在AR发病中相互联系，共同作用。目前研究证实miR-155敲除小鼠在IL-33刺激后ILC2细胞增殖、GATA3的表达受到抑制[32]，这表明miR-155可以正性调控GATA3的表达。通过干预AR小鼠外周血miRNA-181α和miRNA-155水平可调节外周血Treg细胞百分比[15]。

4 结语

AR是环境因素和遗传易感性互相作用，酶活性变应原反复刺激鼻黏膜所致。目前关于过敏性疾病的研究多始于适应性免疫中的辅助性T淋巴细胞及其之间的相互影响。作为机体免疫的重要组成部分，固有淋巴细胞的研究层面多集中于激活ILC2的递质于IL-25、IL-33、胸腺基质淋巴细胞生成素及其受体人基质裂解素2、特异转录调控因子GATA3的单核苷酸多态性研究。AR的表观遗传学机制主要包括组蛋白的乙酰化/去乙酰化、DNA的甲基化/去甲基化以及miRNAs水平的变化等[34]。目前在生命体中检测到的miRNAs有2万多个分子类型，其中与AR鼻黏膜ILC2细胞最密切的仅有miR-155。目前作为成熟体的miR-155在ILC2中的研究多集中在分子水平，而对miR-155基因的pri-miRNA转录本及其表达谱的研究仍较少。因此，需要进一步研究明确AR中是否存在miR-155/GATA3信号轴对固有淋巴细胞进行调节作用，有助于更全面了解AR的发生，为AR寻找合适的治疗靶点提供坚实基础。