miRNA对结核感染免疫调控机制研究进展

宋婷 赵倩雯 余娇 梁梅 杨峻

【关键词】 结核；microRNA；免疫调控

中图分类号：R52   文献标志码：A   DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2023.02.014

2020年，在全球范围内新增结核分枝杆菌（mycobacterium tuberculosis，MTB）的感染者约990万人，其中我国新发病例84.2万，位居世界第二。而且，2020年全球因结核感染导致死亡人数超过150万，致死人数在单一病原体感染性疾病中仅次于新型冠状病毒［1］。MTB感染后能够对机体免疫反应进行调控，如吞噬、凋亡、自噬、炎症、固有免疫反应、MHC抗原表达与递呈等，以确保其在宿主中长期存活［2］。miRNA即微小RNA（microRNA，miRNA），作为一类18～24个核苷酸长度的非编码RNA，MTB感染后miRNA对机体免疫反应的异常调控是MTB的重要免疫逃逸机制之一［3］。因此，对机体免疫状态与MTB感染相互作用的分子机制进一步明确，对于结核病早期诊疗、预防意义重大，现就miRNA对结核免疫调控机制研究进展作一综述。

1 miRNA在结核感染免疫调控过程中的作用机制

MTB在侵入机体后，菌体细胞壁中的甘露聚糖等抗原可被巨噬细胞表面受体识别并激活巨噬细胞、释放肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）等炎症因子，从而抑制MTB的生长和扩散。同时巨噬细胞通过递呈抗原致敏T淋巴细胞，激活核转录因子κB（nuclearfactor-κB，NF-κB）相关信号通路，释放炎症因子，如γ-干扰素（interferon-γ，IFN-γ）、白细胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）等，进而诱导辅助性T细胞平衡形成及介导效应T细胞的直接杀伤作用导致MTB清除［4］。

在感染期间，宿主细胞往往会触发相应机制如触发凋亡途径，诱导自噬，刺激IFN-γ和TNF-α分泌等，以激活宿主先天性和适应性免疫及病原体清除。已有多项研究［5-7］通过miRNA的差异表达对MTB患者体内miRNA表达与活动性结核感染间的关系进行了研究，结果证实MTB可以诱导或抑制miRNA表达，进而调节主要免疫细胞中相关基因表达，如巨噬细胞、DC、自然杀伤（NK）细胞和T细胞，以逃避免疫反应。

2 miRNA对MTB感染患者免疫的调控

2.1 miR-155-5p抑制宿主固有免疫并促进MTB清除

miR-155-5p的过表达在MTB感染早期可以促进巨噬细胞存活并增强MTB在胞内的复制，同时增强潜伏期MTB增长的控制［8］。在MTB感染期间，miR-155-5p的上调直接抑制巨噬细胞与T细胞中SHIP1的表达，进而激活PI3K/Akt信号通路导致活性氧产量增加，促进细胞凋亡［9］。ETNA等［10］的研究表明，miR-155-5p作为固有免疫的关键调节因子，在感染MTB小鼠中的巨噬细胞和树突状细胞中表达上调。

2.2 miR-29a-3p靶向调控IFN-γ并在MTB感染中表达下调

CD4+T细胞分泌IFN-γ被认为是MTB感染的主要防御机制，付玉荣等［11］研究表明，在MTB胞内感染期间，miR-29a-3p表达与IFN-γ呈负相关。实验结果证实，IFN-γ mRNA是miR-29a-3p的直接靶标，并且miR-29a-3p通过靶向抑制IFN-γ对细胞内病原体的免疫应答，miR-29a-3p下调时，CD4+或CD8+T细胞中的IFN-γ mRNA水平较非感染组表达增高［12］。

2.3 miR-26a-5p靶向调控IFN-γ表达

miR-26a-5p和miR-132-3p可以减弱宿主免疫反应和IFN-γ对巨噬细胞的活化，这两种miRNA在MTB感染时上调，直接靶向转录共激活TAK1位点，进而增加IFN-γ表达［13］。然而，SAHU等人［14］的研究获得了相反的结果，在MTB感染小鼠巨噬细胞研究中发现，miR-26a-5p过表达导致MTB在巨噬细胞的存活率下降，与转录因子KLF4的表达上调相关。KLF4可以产生精氨酸酶和抑制自噬，抑制MTB向溶酶体输送，并驱动巨噬细胞向M2表型分化。

3 miRNA对炎症信号通路的抑制

对MTB感染的抵抗需要增强机体免疫反应，较低的炎症反应无法限制MTB增殖，但Th1细胞诱导的炎症反应过度反而会损害获得性免疫反应并伤及机体。因此，调节性T细胞作为免疫抑制细胞能够平衡由Th1细胞介导的保护性及促炎性免疫应答，其功能在结核免疫中至关重要［15］。

3.1 miR-21-5p在分枝杆菌感染中上调发挥抗炎作用

miR-21-5p的表達在MTB感染小鼠模型中获得的肺巨噬细胞、树突状细胞中出现上调［16］，miR-21-5p通过靶向IL-12抑制宿主Th1反应并促进DC通过靶向Bcl-2进行凋亡。HACKETT等［5］研究表明，巨噬细胞的结核分枝杆菌感染与抑制相关机体糖酵解有关，即miR-21-5p对磷酸果糖激酶（PFK-M）亚型的调控，MTB诱导上调miR-21-5p可逃避宿主的抗菌反应，并确保细胞内存活和复制。

3.2 let-7f在MTB感染时下调

let-7f 在MTB感染的巨噬细胞中表达下调，下调水平与MTB感染早期分泌的6-kDa蛋白（ESAT-6）调控相关，ESAT-6可以调节宿主的免疫反应并促进MTB从吞噬体中逸出［17］。当let-7f水平增加时，MTB感染小鼠体内脱泛素酶A20表达下调，通过降低NF-κB活性来减少促炎细胞因子、趋化因子和NO的生成，从而促进MTB的存活［18］。

3.3 miR-125b-5p抑制TNF-α的产生和自噬活化

结核分枝杆菌通过巨噬细胞结合脂甘露聚糖和ESAT-6诱导miR-155-5p低表达和miR-125b-5p高表达［19］。miR-125b-5p直接作用于靶基因TNFA，致使巨噬细胞生成TNF-α水平下调，减少宿主炎症反应，继而通过抑制宿主固有免疫和自噬激活来免疫逃逸［20］。

3.4 miR-146a-5p靶向调控TNF受体相关因子6（TRAF6）

在体外和体内实验中均证实miR-146a-5p在MTB感染的巨噬细胞中上调，miR-146a-5p上调促进MTB的存活，而不影响吞噬作用［21］。miR-146a-5p靶向TRAF6，抑制NF-κB与丝裂原激活蛋白激酶信号通路，进而抑制NO合成酶（iNOS）表达并减少NO生成 ［22］。

3.5 miR-223-3p和miR-99b-5p在MTB感染时表达上调，降低炎症反应

研究证实［23］，miR-223-3p在小鼠血液及肺实质的嗜中性粒细胞和巨噬细胞中高表达，调控TLR-2/MyD88/NF-kB诱导的信号通路并抑制促炎细胞因子生成，导致异常中性粒细胞增多和炎症加重。miR-99b-5p在MTB感染的DC和巨噬细胞中明显上调，能够通过调控TNF-α的生成影响宿主免疫，抑制miR-99b-5p表达导致减少DC中的细菌生长和促炎细胞因子如IL-6、IL-12和IL-1β的上调［24］。

4 miRNA对MTB感染后吞噬体成熟和自噬的调控

抑制自噬是MTB的重要致病机制，可以以此逃避巨噬细胞的杀伤，确保在宿主体内的长期生存［25］。MTB感染时，有多种miRNA可对自噬过程和吞噬溶解体成熟进行调控。

4.1 miR-33a-5p和miR-33b-5p靶向调控自噬效应器

研究表明［26］，在MTB感染的巨噬细胞中miR-33a-5p和miR-33b-5p表达上调，共同靶向编码脂质体形成的多个基因（如ATG5、ATG12、LC3B和LAMP1）。脂质体作为细胞内MTB的营养来源，并能对自噬通路、溶酶体功能和脂肪酸氧化进行抑制。对巨噬细胞中miR-33表达沉默后，可以通过调控腺苷50单磷酸激活蛋白激酶（AMPK）自噬途径增强MTB清除［27］。

4.2 miR-27a-5p下调铜信号传导和自噬体形成

有研究表明［28］，活动性MTB感染患者及小鼠的巨噬细胞中miR-27a-5p呈高表达，其通过抑制自噬体形成促进MTB存活，敲除miR-27a-5p的小鼠较野生型小鼠在MTB感染过程中受到的组织学损伤和肺部炎症浸润更少。miR-27a-5p作用的靶基因为CACNA2D3，靶向此转运通道可导致对Ca2+信号传导的下调，从而抑制自噬体和异噬体的形成，进而促进MTB在细胞内存活［28］。

4.3 miR-144-5p抑制吞噬体成熟和T细胞功能

miR-144-3p靶向调控DRAM2（DNA损伤调节自噬调节因子2）表达，DRAM2编码跨膜溶酶体与自噬机制的关键成分相互作用的蛋白质［29］。研究证实［30］，miR-144-5p在活动性结核病患者的血液、PBMC和痰液中过表达且其表达水平在抗结核治疗后减少，miR-144-5p 过表达抑制T细胞分化并减少IFN-γ和TNF-α的分泌。

4.4 miR-155-5p增强自噬促进结核分枝杆菌的杀灭

在MTB感染患者的DC中，miR-155-5p靶向抑制E2-泛素样偶联酶ATG3，从而调控DC中的自噬，通过促进吞噬体成熟和自噬诱导抑制细胞内分枝杆菌的存活［10］。

4.5 miR-889-5p在潜伏期MTB感染患者中表达上调抑制自噬

miR-889-5p靶向调控巨噬细胞和PBMC中的TNF样细胞凋亡弱诱导剂（TWEAK），TWEAK诱导自噬并促进通过激活AMP的蛋白激酶实现自噬体成熟［31］。潜伏期MTB感染患者外循环中miR-889-5p水平显著升高，并且在治疗后水平下降，而进入潜伏期后，升高的miR-889-5p水平与TNF-α及肉芽肿形成/维持相关［31］。

5 miRNA调控巨噬细胞凋亡

MTB能够抑制巨噬细胞凋亡并引发机体吞噬细胞坏死进而实现免疫逃逸，并延缓获得性免疫反应。当MTB从吞噬体逸出并扩散到巨噬细胞的细胞质基质时，导致细胞裂解和MTB细胞向外播散，进而感染周边的其他巨噬细胞［2］。

5.1 miR-20b-5p在结核分枝杆菌感染中下调，抑制炎症小体活化和促进细胞凋亡

miR-20b-5p的转染诱导TB小鼠中巨噬细胞通过NLRP3/caspase-1/IL-1β途径由M1分化至M2，这表明miR-20b-5p通过抑制细胞凋亡促进MTB在体内存活［32］。在MTB感染小鼠模型中观察到低miR-20b-5p表达及NLRP3/caspase-1/IL-1β途径活化，而注射miR-20b-5p后可缓解炎症反应［33］。

5.2 miR-325-3p在MTB感染中上调，抑制细胞凋亡

miR-325-3p直接靶向调控巨噬细胞LNX1，LNX1编码E3泛素丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶NEK6的连接酶。miR-325-3p在MTB感染小鼠巨噬细胞及MTB感染潛伏期患者中表达上调，miR-325-3p表达上调可抑制 LNX1表达，导致NEK6的积累，进而通过激活STAT3信号通路抑制凋亡［34］。

6 总结

结核病的免疫机制十分复杂，许多细胞因子以及免疫细胞都参与其中，miRNA与Tregs之间联系非常密切。miRNA 可以通过不同的信号通路来调节 Treg 细胞的数量和功能。相信随着研究的不断深入，miRNA很有可能成为结核病治疗过程中的一个新靶点，对于明确结核病的免疫机制具有重要意义。以上多项研究［2-4］表明，在MTB感染的免疫调控中，miRNA发挥了重要作用。MTB感染后，miRNA通过对转录后分子水平的调控影响机体免疫功能，从而促进MTB在机体内感染并长期存活。当前国内外的研究多为筛选MTB感染患者miRNA差异表达情况，而对于miRNA表达、功能及与MTB感染的免疫调控机制相关研究尚不多见。因此，我们在此归纳miRNA与MTB感染的免疫调控机制的相关性，均为结核防治奠定了研究基础和新思路。miRNA在宿主感染MTB的免疫应答中具有重要调控作用，阐明miRNA免疫调控机制在将来的结核病临床用药和治疗上可以提供更多的帮助。

参 考 文 献

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（收稿日期：2022-04-28 修回日期：2022-08-06）

（编辑：潘明志）