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MicroRNA调节免疫性血小板减少症CD4+T细胞亚群免疫功能的研究进展

2024-04-09宋辉郭一慧许家威曾清程纬民

中国免疫学杂志 2024年3期
关键词:亚群靶向细胞因子

宋辉 郭一慧 许家威 曾清,2 程纬民,2

(1.广西中医药大学研究生院,南宁 530222; 2.广西中医药大学第一附属医院血液内科,南宁 530023)

免疫性血小板减少症(immune thrombocytopenia,ITP)是因血小板免疫性破坏增加与生成受阻,导致血小板减少的出血性疾病,以皮肤、黏膜及内脏出血等为特征,是一种自身免疫性疾病[1]。ITP在成人中通常是慢性过程,而在儿童中,大多数患者呈急性发展,但病程较短,自然缓解发生在6个月内。糖皮质激素是ITP的一线治疗用药,部分对激素治疗敏感性低的ITP患者,存在IL-10的相对减少和致病性IL-17的持续性表达,这与CD4+T细胞亚群的免疫功能异常有关[2]。随着对ITP发病机制研究的不断深入,LIN等[3]发现趋化因子诱导辅助性T细胞(helper T cells,Th)的免疫失衡和调节性T细胞(regulatory T cells,Treg)的免疫功能缺陷,可能参与ITP的发病机制。微小RNA(microRNA,miRNA)是由20~24个核苷酸组成的非编码单链RNA,通过识别同源mRNA序列和干扰转录、翻译过程来调节靶基因的表达[4]。研究表明,miRNA可能是ITP中CD4+T细胞亚群免疫耐受失常的重要调节因子[5]。因此,本文重点讨论ITP中miRNA调节辅助性T细胞1(Th1)/辅助性T细胞2(Th2)失衡、辅助性T细胞17(Th17)/Treg失衡和滤泡辅助性T细胞(thymusdependent lymphocyte,TFH)的作用机制,探索miRNA参与ITP发生发展的相关免疫机制,为ITP免疫靶向治疗提供新的启发。

1 miRNA的调控机制

miRNA转录后调控基因的表达,广泛参与多种生物学过程,如细胞分化、发育、应激反应和生存等[6]。miRNA的转录是一个复杂的过程,在细胞核中miRNA基因片段由RNA聚合酶Ⅱ(RNA polymeraseⅡ,Pol Ⅱ)转录后产生初级转录本(pri-miRNA),经过Drosha酶切割形成60~70 nt的茎环结构,即miRNA前体(pre-miRNA)。然后,pre-miRNA通过转运蛋白(Exportin-5)进入细胞质中,经Dicer酶切割茎环产生双链小RNA,随后双链RNA解体,形成成熟的miRNA。成熟的miRNA与argonaute-2蛋白结合,装配形成miRNA诱导沉默复合体(miRNAinduced silencing complex,miRISC)。此时,激活的miRISC通过碱基互补配对原则识别mRNA的3'-UTR(3'-untranslated region,3'-UTR),促进mRNA的翻译抑制或降解[7]。miRNA特有的调节形式,已经被证明与CD4+T细胞亚群免疫功能的正常执行有关,并且ITP患者存在miRNA的异常表达,提示miRNA可能是ITP发病的关键调节因子[8-9]。

2 miRNA调节CD4+T细胞亚群

CD4+T细胞识别主要组织相容性复合体Ⅱ类抗原(major histocompatibility complex class Ⅱ,MHC Ⅱ)后被激活,在特定的细胞因子(IL-12、IL-25、IL-33、IL-6、TGF-β、ICOS)驱动下,分化为Th1、Th2、Th17、Treg和TFH等亚群,参与ITP的免疫功能调节[10-11]。CD4+T细胞分化过程中阻断miRNA的转录程序,可直接导致CD4+T细胞亚群分化障碍和细胞因子产生异常:①Dicer酶缺失的Th细胞受到T细胞受体信号的刺激减弱,增殖功能降低,并且表现为干扰素-γ(Interferon-γ,IFN-γ)的优先表达;②Argonaute 2蛋白缺乏时Th细胞产生的细胞因子增多,表明部分miRNA下调后,减弱了抑制Th分化基因的表达;③miRNA的调控机制对Treg及其转录因子Foxp3发育具有重要作用,如Dicer酶或Drosha酶特异性缺失的条件下,Treg的免疫抑制功能会受损;④miRNA对TFH发育成熟的关键因子B细胞淋巴瘤-6(B cell lymphoma 6,BCL-6)和C-X-C型趋化因子受体-5(C-X-C chemokine receptor 5,CXCR5)具有靶向调节作用[12]。miRNA调控ITP中CD4+T细胞亚群的免疫机制复杂多样,基于现有研究基础总结如下:

2.1 miRNA调节 Th1/Th2失衡 Th1/Th2免疫功能失衡是ITP发病的重要因素,Th1介导的免疫应答异常占主导地位,通过分泌不同的细胞因子发挥免疫调节作用[13]。Th1由转录因子T-bet特异性调控,主要产生IL-2、TNF-α和IFN-γ,而Th2由GATA结合蛋白3(GATA binding protein 3,GATA3)特异性调控,主要产生IL-4、IL-5和IL-10,这些细胞因子的异常表达与ITP免疫调节紊乱密切相关[14]。

ITP患者血液中IL-18与靶细胞表面的IL-18受体(IL-18R)结合,促进T细胞和NK细胞产生IFN-γ,增强Th1的免疫应答,抑制Th2的免疫反应[15-16]。ZHAO等[17]发现ITP患者外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cells,PBMCs)来源的miRNA-130a表达下调,能够增强IL-18的表达,使得Th1免疫应答增强,导致生成IFN-γ和TNF-α超过阈值引起ITP的发生发展。miRNA-130a对IL-18的靶向调节机制,一定程度上解释了ITP患者IL-18升高和Th1/Th2免疫功能失衡的原因。ITP患儿PBMCs中miRNA-15a的表达明显下调,并且与IL-2、IFN-γ的含量成反比,与IL-4、IL-10的含量成正比,提示miRNA-15a可能是导致Th1/Th2免疫功能失衡的原因之一[18]。此外,WU等[19]发现miRNA-15a通过靶向调节信号转导转录激活因子-3(signaling transcription activator-3,STAT3),抑制STAT3信号通路的激活,促使Th1分泌的IFN-γ和TNF-α表达水平降低,减轻机体炎症反应。因此,miRNA-15a可能通过靶向调节STAT3,从而减弱ITP患者Th1的免疫应答,调节Th1/Th2的免疫功能失衡。ITP患者PBMCs中的miRNA-107、miRNA-205-5p、miRNA-138-5p、miRNA-326、miRNA-1827和miRNA-185-5p表达下调,并且能与T-bet和GATA3 mRNA的3'-UTR结合,参与Th1/Th2免疫功能失衡的调节[20]。

2.2 miRNA调节Th17/Treg失衡 Th17/Treg免疫功能失衡是引起ITP的重要机制,Treg通过产生IL-10、转化生长因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)抑制CD4+T细胞或CD8+T细胞的过度激活和增殖,从而维持机体免疫功能平衡;Th17分泌的IL-17与靶细胞表面的IL-17受体(IL-17R)结合,导致促炎症细胞因子的释放增加,二者共同参与ITP的发生与发展[21]。

研究证明,活动期ITP患者CD4+T细胞中的程序性死亡受体-1(programmed cell death 1,PD-1)表达增强,而树突状细胞中的细胞程序性死亡配体-1(programmed cell death ligand 1,PD-L1)表达减弱[22]。此外,ITP患者中分泌型PD-1(sPD-1)表达增加,与PD-L1结合阻断PD-1/PD-L1通路,导致血小板计数减少,同时在体外实验中发现了分泌型PD-L1(sPD-L1)激活PD-1/PD-L1通路后PBMCs中IFN-γ、IL-17水平降低,IL-4和TGF-β水平升高,可改善ITP患者Th17/Treg的免疫失衡[23-24]。ITP患者中PD-1/PD-L1通路的激活或抑制对于血小板水平的恢复和Th17/Treg免疫功能的调节具有重要作用。CHANG等[25]发现ITP患者PBMCs中miRNA-155-5p表达上调,并且抑制miRNA-155-5p能激活PD-1/PD-L1通路介导的巨噬细胞M2极化和恢复细胞因子信号转导抑制因子1(suppressor of cytokine signaling 1,SOCS1)的表达,从而抑制ITP疾病的发生或进展。此外,GUAN等[26]发现SOCS1通过调节转录因子Foxp3和视黄酸受体相关孤儿受体γt(retinoic acid receptor-related orphan receptors γt,RORγt)影响Th17/Treg的免疫平衡。因此,miRNA-155-5p介导PD-1/PD-L1通路和靶向调节SOCS1的作用机制,对于ITP患者Th17/Treg的免疫功能平衡具有重要作用,有可能成为新的治疗靶点。

ITP患者CD4+T细胞中的miRNA-99a表达下调,而miRNA-182-5p、miRNA-183-5p表达上调,同时miRNA-99a调节Treg细胞的免疫功能,参与IL-10的表达;miRNA-182-5p、miRNA-183-5p调控Th17细胞的免疫功能,而miRNA-183-5p与血小板计数呈负相关[27]。miRNA-99a通过靶向调节CD4+T细胞中的雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)促进Treg细胞的增殖并抑制Th17的分化[28]。ITP患者miRNA-99a可能通过调节mTOR信号通路影响Th17/Treg的免疫功能失衡,而miRNA-182-5p和miRNA-183-5p参与Th17/Treg免疫失衡机制尚未明确。LI等[29]发现,ITP患者PBMCs中的miRNA-106b-5p表达上调,通过靶向抑制核受体亚家族4-A族成员-3(nuclear receptor subfamily 4 group A member 3,NR4A3)的转录活性,引起Foxp3的表达下调,从而减弱Treg的分化,导致Th17/Treg的免疫功能失衡。ITP中抑制miRNA-106b-5p的表达,恢复NR4A3的转录活性,促进Foxp3的表达,对于Treg免疫抑制功能的正常执行具有重要意义。

ITP患者CD4+T细胞中母系表达基因3(maternally expressed gene 3,MEG3)抑制miRNA-125a-5p的表达,导致Foxp3表达降低和RORγt表达增加,提示miRNA-125a-5p可能通过干扰Th17/Treg的免疫功能参与ITP发病[30]。因此,进一步探讨MEG3对miRNA-125a-5p的调节机制,可能是揭示ITP患者Th17/Treg免疫功能失衡的重要途径之一。HE等[31]研究发现ITP患者CD4+T细胞中的IL-1R相关激酶-1(IL-1R-associated kinase-1,IRAK1)表达增加,使得Treg细胞比例减少和Th17比例升高,导致Th17/Treg免疫功能异常。此外,该项研究还发现,ITP患者骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)来源的miRNA-146a-5p,通过靶向抑制IRAK1的表达,从而恢复Th17/Treg的免疫平衡。miRNA-146a-5p与IRAK1的相互作用,对ITP患者维持Th17/Treg免疫平衡具有重要意义,有可能成为未来治疗ITP的新靶点。

2.3 miRNA调节TFH细胞 TFH细胞是生发中心的CD4+T细胞亚群,能够协助B细胞产生自身抗体,并且在ITP中表达增加,提示TFH可能参与ITP免疫发病机制[32]。XIE等[33]发现,ITP患者中TFH与血小板膜糖蛋白Ibα(glycoprotein Ibα,GPIbα)抗体表达量呈正相关,提示TFH可能通过诱导血小板抗体的产生,参与血小板破坏。已有研究证明,miRNA通过特定的细胞因子或通路,如CXCR5、E3泛素蛋白连接酶1(pellino E3 ubiquitin protein ligase 1,Peli1)、可诱导性共刺激因子(inducible co-stimulator,ICOS)和磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidylinositol 3 kinase,PI3K)-蛋白酶B(AKT)信号通路等,调节TFH的分化和功能[34]。

Peli1调节T细胞受体(T cell receptor,TCR)信号促进T细胞的免疫应答,LI等[35]发现miRNA-153-3p能够调节Peli1的表达,从而减弱脐带间充质干细胞(umbilical cord mesenchymal stem cell,UC-MSC)介导的TFH细胞减少和Treg细胞增加。此外,Peli1的缺乏促进了C-rel原癌基因介导的ICOS表达,使得PI3K-AKT信号通路被激活,从而抑制了下游的krüppel样转录因子2(krüppel-like factor 2,KLF2)表达,并且KLF2能抑制TFH的分化[36]。TFH的异常表达是ITP血小板破坏增加的因素之一,miRNA-153-3p调节Peli1/C-rel/KLF2轴控制TFH的分化,有可能揭示ITP的发病机制。ITP患者中BCL-6表达增加,从而促进TFH的分化[33]。CXCR5是TFH分化的关键调节因子,YU等[37]发现miRNA-17~92簇抑制了CXCR5的表达,然而BCL-6又能够抑制miRNA-17~92簇的表达,正向引导TFH的分化。因此,BCL-6、miRNA-17~92簇、CXCR5之间的相互调节关系,可能解释了ITP中TFH表达上调的原因,为ITP的免疫靶向治疗提供启发。

3 结语与展望

ITP的发病机制与CD4+T细胞亚群分泌的细胞因子失衡密切相关,而细胞因子的分泌失衡是ITP中CD4+T细胞亚群免疫功能紊乱的原因之一。近年来,随着对miRNA研究的不断深入,发现miRNA通过不同的靶点或信号通路干扰Th1/Th2、Th17/Treg和TFH的免疫功能,导致细胞因子分泌失衡参与ITP的发病机制(图1)。但miRNA在ITP患者CD4+T细胞亚群中的表达情况与调节CD4+T细胞亚群免疫功能的机制目前尚未完全阐明。因此,探索miRNA对ITP中CD4+T细胞亚群的免疫调节机制,有助于更深入地阐明ITP的免疫发病机制并为开发ITP的免疫靶向药物提供依据。

图1 miRNA调节ITP中CD4+T细胞亚群的免疫机制Fig.1 Immune mechanism of miRNA regulating CD4+T cells subsets in ITP

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