微小RNA与变态反应性皮肤病的关系研究进展①

2023-01-17杨馨悦张志彬刘藕根彭亚婷南昌大学第二附属医院南昌330000

中国免疫学杂志 2022年20期

杨馨悦张志彬刘藕根彭亚婷（南昌大学第二附属医院，南昌 330000）

变态反应性皮肤病主要是由变应原刺激引起的自身免疫性疾病，包括AD、荨麻疹、过敏性紫癜、变应性接触性皮炎和药物性皮炎等。变态反应性皮肤病已成为全球性的健康问题，但其病因复杂，发病机制尚未完全明确。miRNA在变态反应性皮肤病中出现异常表达，耐核酸酶降解且表达稳定，已成为目前研究的热点。本文就miRNA在变态反应性皮肤病中的调控功能及临床应用进行综述。

1 miRNA的结构与功能

人类的miRNAs是由编码基因的内含子和非编码基因的内含子及外显子编码，其转录和成熟是在细胞核中完成，然后再通过蛋白质和酶进入细胞质发挥调控作用［1］。miRNA的初级转录产物（primiRNA）具有不完整的互补双链RNA区域和发夹结构，在细胞核中，pri-miRNA被Drosha酶切割，形成约70 nt的茎环结构，即miRNA前体（pre-miRNA）。然后，pre-miRNA被转运蛋白Exportin-5转运至细胞质，在Dicer酶作用下，产生长度为20～24 nt的miRNA单链结构，形成成熟的miRNA。成熟的miRNA与靶基因的3′-非翻译区（UTR）结合形成沉默复合物，诱导mRNA的降解或翻译的抑制。miRNA不仅在基因表达调控方面具有重要作用，其细胞增殖、分化、凋亡及生物生长发育与免疫等过程均密切相关。miRNA通常被包裹在外泌体中，并与RNA诱导沉默复合物中的关键蛋白argonaute-2结合，因而miRNA耐核酸酶降解［2］。以上原因使得miRNA成为多种疾病的潜在敏感和非侵入性诊断和预后标志物。研究表明miRNA可调节先天免疫应答与控制适应性免疫应答，并在自身免疫病中发现了mi-RNA的异常表达［3］。

2 miRNA与变态反应性疾病的关系

2.1miRNA与特应性皮炎（atopic dermatitis，AD）AD也称特应性湿疹。过敏原致敏、皮肤屏障异常和2型免疫反应是导致AD发展的关键致病过程［4-5］。微生物群失调，包括金黄色葡萄球菌、马拉色酵母菌和酵母菌，也可通过破坏屏障、2型免疫激活、触发或加剧皮肤炎症等途径参与AD疾病的发生发展［6］。有研究表明，缺失的自然杀伤细胞也参与AD的免疫失调过程［7］。随着近年来对miRNA研究的深入，越来越多的研究者发现miRNA在AD患者中存在异常表达，并可通过影响AD的免疫应答过程参与AD的发生发展。

免疫功能失调在变态反应性皮肤病中具有重要作用，主要包括2型辅助性T（Th2）细胞、Th17细胞、调节性T（Treg）细胞参与的免疫反应。SONKOLY等［8］发现miR-155是AD患者皮肤组织中上调最高的miRNAs之一，过表达的miR-155可能通过下调细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4（CTLA-4）增加CD4+T细胞的增殖反应导致慢性皮肤炎症。提示miR-155抑制CTLA-4在AD发病机理中发挥重要作用，可作为AD和其他炎症性疾病的潜在治疗靶标，但仍需对miR-155和CTLA-4的遗传学及其潜在的相互作用进行更详细的研究。miR-155还可能通过调节Th17和Treg细胞的分化和功能参与AD相关的免疫反应［9］。小鼠动物实验表明miR-146a可能通过直接影响B细胞发育和调节Th1/17型细胞介导的免疫反应影响IgE产生；此外，miR-146a可能具有限制IgE升高的AD患者亚型中2型细胞介导的免疫反应的能力［10］。产前孕妇吸烟可能会通过增加血液中的miR-223水平，抑制脐带血中的Treg细胞数，并增加AD风险［11］。该研究结果为未来研究miRNA在环境污染物暴露中对人类健康影响的作用有一定的指导意义，但仍需进一步探讨高水平的血清miR-223与较低的脐带血Treg细胞数间相关性的潜在调控机制。

角质形成细胞是皮肤屏障的关键细胞，其与AD的致病过程密切相关，而miRNA可通过调控角质形成细胞生长发育而破坏AD的皮肤屏障。WANG等［12］利用竞争性内源RNA网络分析表明，在AD复发鼠模型中miR-155-5p升高而蛋白激酶A抑制剂α（PKIα）降低，其中PKIα是miR-155-5p的潜在靶标。提示miR-155-5p为AD的发病机制提供了新观点，为AD复发的治疗提供了新靶标，需进一步揭示miR-155-5p与PKIα在AD炎症反应发生发展中的调节作用。进一步研究发现miR-155-5p可直接靶向调节PKIα的表达而增加胸腺基质淋巴细胞生成素（TSLP）和IL-33分泌，减少上皮紧密连接（TJ）蛋白表达，促进AD小鼠模型的过敏性炎症（增加炎症细胞浸润、Th2细胞因子分泌和表皮增厚），该研究表明miR-155-5p靶向PKIα调节上皮屏障可作为AD患者治疗的新策略［13］。有研究证实miR-143可通过靶向IL-13Rα1抑制IL-13诱导的皮肤角质形成细胞表皮屏障相关蛋白失调，提示miR-143可作为AD的潜在预防和治疗靶标［14］。研究表明miR-146a和miR-124可控制角质形成细胞中的NF-κB依赖性炎症反应和AD中的慢性皮肤炎症［15-16］。miR-10a-5p具有抑制细胞周期进程、角质形成细胞增殖、透明质酸合酶3（HAS3）表达及促炎症趋化因子IL-8和CCL5能力，从而可能影响AD的发展和严重程度［17］。

此外异常表达的miR-144-3p、miR-203、miR-483-5p、Hsa-let-7a、miR-26a和miR-143等可通过多种不同方式参与AD的发病过程［18-20］。

2.2miRNA与荨麻疹的关系荨麻疹以风团和瘙痒为主要表现，临床上较为常见，易复发，经常困扰患者，且给临床医生带来了挑战。慢性自发性荨麻疹（chronic spontaneous urticaria，CSU）是一种由肥大细胞驱动的皮肤疾病，其特征在于短暂的风团、血管性水肿或两者同时复发超过6周［21］。在CSU中，有一半以上患者可能患有慢性自身免疫性荨麻疹（chronic autoimmune urticaria，CAU）［22］。目前CSU的免疫应答机制主要包括针对IgE或FcεRⅠα的IgG自身免疫反应和IgE依赖的Ⅰ型变态反应。越来越多的研究报道，部分CSU患者可能存在抗嗜酸性粒细胞FcεRⅡ/CD23的IgG自身抗体。但这些自身抗体缺乏特异性，因此迫切需要鉴定和评估CSU（包括CAU）的生物标志物。

近年来，miRNA在荨麻疹患者中的异常表达可能在荨麻疹疾病的发生发展中发挥重要作用。过表达miR-194可负调节血小板反应蛋白（THBS1）表达，抑制TGF-β/SMAD通路活化和IL-4释放，促进IFN-γ表达，从而减轻慢性荨麻疹肥大细胞的炎症反应和人皮肤微血管内皮细胞通透性［23］。miRNA在慢性自发性荨麻疹中研究较少，应继续探讨其在荨麻疹中的差异性表达及相关的调控作用，为荨麻疹的诊断、病情评估提供新思路，为其临床治疗提供新靶点。

2.3过敏性紫癜/IgA血管炎与miRNA过敏性紫癜，也称IgA血管炎（henoch-schonlein purpura/IgA vasculitis，HSP/IgAV）是一种IgA型循环免疫复合物在血管壁沉积，激活补体后导致毛细血管和小血管壁及其周围产生炎症的非血小板减少的可触及的皮肤紫癜。是儿童最常见的血管炎，可伴有关节痛、腹痛和肾脏病变。疾病急性期症状是自限性的，无需干预即可缓解，部分患者出现紫癜性肾炎，是其最严重的并发症，也是影响HSP预后的关键因素。

有研究表明监测miR-223水平可能为评估IgA肾病的严重程度提供了一种非侵入性方法［24］。对65例未经治疗的IgAV患者和20例健康志愿者的皮肤样本miRNA进行验证分析，miR-155a-5p、miR-223-3p和let-7b上调，miR-148-3p下调，此外，皮肤miR-223-3p表达与IgAV的严重程度呈正相关，提示miR-223可作为IgAV的治疗靶标［25］。miR-218-5p过表达可直接减轻大鼠HSP损伤及通过负调控人脐静脉内皮细胞中的高迁移率族蛋白B1（HMBG1）表达抑制细胞凋亡缓解HSP，提示miR-218-5p负调控HMBG1可为HSP的治疗提供一种新思路［26］。罗颖等［27］的一项前瞻性研究发现，HSP患儿外周血B细胞miR-21表达不足是B细胞IL-10降低的重要原因之一，从而诱发机体免疫功能紊乱导致HSP发生。HSP患儿血清miR-145水平及Th1/Th2降低，二者呈正相关，可能在HSP的发生发展过程中共同发挥作用，提示miR-145可能通过影响Th1/Th2平衡参与HSP疾病进程［28］。miRNA在HSP的免疫功能调节中发挥重要作用，有待进一步研究探讨miRNA作为HSP诊断和预测的生物标志物的可能性。

2.4变应性接触性皮炎（allergic contact dermatitis，ACD）与miRNA ACD是与皮肤接触的致敏原引起的Ⅳ型迟发型超敏反应。目前ACD是全球范围内常见且严重的健康问题，识别并确定潜在的致敏物至关重要，从而完全避免致敏物和预防ACD。临床上可采用试验性脱离致敏原或斑贴试验进行诊断。越来越多研究表明miRNA的表达和功能在变态反应性皮肤病的早期诊断、病情评估、预后中具有巨大潜力。

近年来研究表明miRNA参与变应性接触性皮炎的疾病过程。VENNEGAARD等［29］首次发现对二苯基环丙烯酮致敏的人类皮肤和接触过敏的小鼠模型中miR-21、miR-142-3p、miR-142-5p和miR-223明显上调，提示miRNA异常表达可能参与ACD疾病的发生发展。在用Bandrowski's碱（对p-苯二胺有反应的患者的主要致敏原）处理的人早幼粒细胞系THP-1细胞中，miR-155表达上调，miR-21下调，提示miR-155和miR-21可能在变应性接触性皮炎发病机制中发挥作用［30］。有研究发现体内诱导的ACD大鼠模型和体外IgE刺激的大鼠腹膜肥大细胞中miR-126表达增加，上调的miR-126通过促进Ca2+流入加速与PI3K/Akt信号通路相关的IgE介导的肥大细胞脱粒［31］。通过miRNA阵列及生物信息学预测分析，橡胶化学品诱导的差异性表达miRNAs包括miR-208b-3p、miR-1973和miR-4284在ACD中发挥重要作用［32］。异常表达的miRNA在ACD中的潜在作用机制需要进一步深入探讨及阐明。

2.5药物性皮炎与miRNA药物性皮炎是药物通过口服、注射和吸入等各种途径进入人体后引起的皮肤、黏膜炎症反应。临床上的重型药疹包括Stevens-Johnson综合征（Stevens-Johnson syndrome，SJS）、药物超敏反应综合征（drug hypersensitivity syndrome，DHS）/伴发嗜酸性粒细胞增多及系统症状的药疹（drug induced eruption with eosinophilia and systemic symptoms，DRESS）和中毒性表皮坏死松解型药疹（toxic epidermal necrolysis，TEN）等。目前药疹研究机制主要包括以CD8+细胞毒性T淋巴细胞为主的Ⅳ型过敏反应、pi假说、半抗原/半抗原前体模型、改变肽类结构、遗传易感性、病毒感染（HHV-6病毒）。重型药疹发病机制复杂、病变广泛、病死率高，因此寻找诊断和预防病情严重程度的潜在生物标志物对药物性皮炎患者非常重要。

ICHIHARA等［33］首次评估miRNA在药物性皮炎（尤其是TEN）发病机制中发挥作用的可能性。皮肤组织中miRNA的PCR阵列分析和实时荧光定量PCR表明，TEN患者皮肤中miR-18a-5p表达水平升高。miRNA靶基因预测数据库预测了与凋亡相关的抗内在凋亡分子B细胞淋巴瘤/白血病2样蛋白10（BCL2L10），其可作为miR-18a-5p的潜在靶基因。此外与健康皮肤相比，TEN患者皮肤中BCL2L10 mRNA和蛋白质水平表达降低。miR-18a-5p模拟物或BCL2L10小干扰RNA转染到正常的角质形成细胞中均会导致caspase-9和caspase-3活性增加和细胞凋亡，下调BCL2L10表达。荧光素酶报告基因分析表明miR-18a-5p直接靶向调控BCL2L10。以上研究提示，TEN中过表达miR-18a-5p引起的BCL2L10下可调促进TEN表皮中角质形成细胞坏死及凋亡。相比于健康对照组TEN血清中miR-18a-5p表达升高，且药物性皮炎血清中miR-18a-5p表达水平与剥脱面积和红斑面积呈正相关，提示血清miR-18a-5p可用作药物性皮炎的诊断及疾病活动标志物。一项研究发现TEN患者血清中miR-124明显上调，进一步分析了TEN患者与正常受试者血清miR-124的受试者工作特征曲线，曲线下面积为0.94；此外TEN血清中miR-124表达与剥脱面积和SCORTEN评分呈正相关，表明血清miR-124浓度可作为TEN的疾病活性指标，反映了角质形成细胞凋亡的严重性［34］。研究还发现TEN皮肤中miR-214表达明显增加，而miR-124未增加，推测血清miR-124升高浓度不受所累皮肤影响，可能受其他因素影响，需继续扩大样本深入探讨miR-124和miR-214在TEN角质形成细胞凋亡中的相关机制及作为生物标志物的可能性。随着对miRNA研究的深入，发现其可能作为药物性皮炎早期诊断、病情评估的生物标志物。miRNA在药物性皮炎中研究非常少，因此迫切需要寻找有潜在价值的miRNAs或其他分子生物标志物。

3 miRNA在变态反应性皮肤病中的临床应用

变态反应性皮肤病是一种常见的皮肤病，已经发现miRNA参与变态反应性皮肤病的遗传学和病理生理学，并可作为分子诊断、预后评估和治疗靶标的潜在标记物。为了更好地了解变态反应性皮肤病的皮疹与全身反应间的相关性，国内外学者研究了miRNA的外周血水平，并发现其已成为鉴定变态反应性皮肤病新型的无创和敏感性生物标志物。外周血单核细胞中miR-451a可作为AD的有效诊断生物标志物［35］。血浆中的miR-151a、miR-194-5p和miR-29b可作为AD早期检测、诊断及靶向治疗的潜在生物标志物［36-38］。AD患者血浆中的miR-155、miR-203和miR-205可能利于AD的诊断和风险预测［39］。研究表明贝利司他已确定为可恢复表皮miR-335表达并治疗有皮肤屏障缺陷AD的候选药物［40］。一项研究表明CAU患者血浆高表达的miR-2355-3p、miR-4264、miR-2355-5p、miR-29c-5p和miR-361-3p可通过靶向相关基因调节信号通路参与CAU发病过程，并可能作为CAU潜在的生物标志物［41］。ZHANG等［42］发现miR-125a-5p和CCL17在CSU血清中上调并发挥协同作用，提示其可作为CSU的潜在生物标志物。此外，荨麻疹外周血中上调的miR-155可能有助于荨麻疹的诊断［43］。黄连素可通过miR-21介导的p38途径抑制肥大细胞脱粒而改善2，4-二硝基氟苯诱导的ACD，由此可推测miR-21为变应性接触性皮炎提供了新的治疗靶点［44］。WANG等［45］发现电针治疗可通过靶向肥大细胞中的miR-155抑制NF-κB和AP-1活化，并促进IL-33信号的负反馈调节在ACD中发挥抗炎作用。抗原特异性、抗体包被的外泌体样纳米囊泡将抑制性T细胞miR-150传递至效应T细胞以抑制接触敏感性。因此传递选择性抑制性miRNA的抗原特异性外泌体样纳米囊泡是一种新的抑制ACD的调控途径［46］。DHS/DRESS血清中的hhv6b-miR-Ro6-2（HHV-6B衍生或编码的一种miRNA）与发热时间（＞38℃）和皮肤病变的严重程度相关，表明HHV-6B的重新激活及hhv6b-miR-Ro6-2可能作为预测HHV-6B激活的早期且特异性的生物标志物［47］。以上研究表明miRNA可作为变态反应性皮肤病中疾病诊断、病情评估、临床治疗的敏感及非侵入性生物标志物。针对miRNA设计的小分子靶向药物可用于治疗AD和变应性接触性皮炎等变态反应性皮肤病。

4 讨论

综上所述，miRNA不仅在AD、荨麻疹、过敏性紫癜、变应性接触性皮炎和药物性皮炎疾病发病机制中发挥重要调控作用，而且在临床上可作为变态反应性皮肤病早期诊断、预后评估的无创生物标志物和治疗的靶点（表1）。目前对miRNA在变态反应性皮肤病中调控机制的研究较少，局限在差异性表达的初步研究层面。此外miRNA小分子靶向药物治疗其他变态反应性皮肤病的研究（除AD和ACD外）鲜有报道。因此，需进一步扩大样本量、深入探讨其在变态反应性皮肤病中的基因及分子水平，对现有的发病机制可进行充分的验证及补充，为未来开发miRNA小分子靶向药物治疗变态反应性皮肤病提供理论基础，从而提高患者生活质量。