劉俊峰 莫秀梅 朱 璐 陳達(dá)燦 廣東省中醫(yī)院(廣州520120)
1 miRNA miRNAs是一類長(zhǎng)約21~25個(gè)核苷酸的小分子非編碼RNA,是一類非常重要的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控因子,主要參與細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育、分化、細(xì)胞增殖與凋亡等生物學(xué)過程;此外,病毒也會(huì)與宿主的miRNAs發(fā)生相互作用,研究發(fā)現(xiàn)許多病毒還能編碼自身的miRNAs表達(dá),從而調(diào)控自身蛋白的表達(dá),或者可以鈍化宿主本身的防御系統(tǒng)。miRNAs主要作用的發(fā)揮是通過堿基配對(duì)方式結(jié)合到靶mRNA的3’端,從而抑制其翻譯,但不影響其轉(zhuǎn)錄。目前為止在人類的染色體上大約有239個(gè)不同的miRNAs家族[1],這些家族共表達(dá)了2000多個(gè)不同的成熟miRNAs。每個(gè)miRNA可有多個(gè)靶基因,而多個(gè)miRNAs也可調(diào)控同一個(gè)基因。miRNAs總共約可調(diào)控人類約30%的基因,而且miRNAs可以通過DNA甲基化、組蛋白乙酰化作用等影響實(shí)驗(yàn)胚胎學(xué)。目前已經(jīng)有多種可以精確檢測(cè)miRNA表達(dá)水平的方法,包括miRNA芯片、實(shí)時(shí)定量聚合酶鏈反應(yīng)(qRT-PCR),其中 miRNA芯片可以高通量并行測(cè)量miRNA的表達(dá)水平,而qRT-PCR具有高度靈敏性,可以精確測(cè)量miRNA表達(dá)。找到miRNA的靶基因是明確miRNA在疾病發(fā)生發(fā)展中免疫調(diào)控機(jī)制的關(guān)鍵,目前已有多種利用生物信息學(xué)技術(shù)預(yù)測(cè)miRNA靶基因的方法,包括TargetScan、miRDB、miRanda等。
2 miRNA在免疫調(diào)控中的作用 2.1 miRNA對(duì)固有免疫細(xì)胞的調(diào)控作用 固有免疫系統(tǒng)主要通過相應(yīng)的模式識(shí)別受體(PRRs)識(shí)別各種病原體相關(guān)分子模式,因此是構(gòu)成機(jī)體抵御病原生物入侵的第一道防線,PRRs信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中存在精細(xì)而復(fù)雜的調(diào)控機(jī)制,能夠針對(duì)病原體適時(shí)調(diào)控免疫反應(yīng)的強(qiáng)度,保持機(jī)體的穩(wěn)態(tài)。機(jī)體固有免疫細(xì)胞包括單核細(xì)胞,巨噬細(xì)胞,自然殺傷細(xì)胞等,已有研究發(fā)現(xiàn),miRNA在這類固有免疫細(xì)胞上有獨(dú)特的表達(dá)譜,并參與了PRRs信號(hào)通路的調(diào)控,這類細(xì)胞發(fā)現(xiàn)病原體后,一些miRNAs如miR-146a、miR-9等可以直接調(diào)節(jié)TOLL樣受體的表達(dá),從而參與固有免疫應(yīng)答過程[2-3]。天然免疫細(xì)胞如NKT細(xì)胞表現(xiàn)出不同于其它T細(xì)胞的表達(dá)譜,如 miR-21過度表達(dá),另外有13個(gè) miRNA低表達(dá)[4],敲除dicer后,由于凋亡增加,胸腺和外周iNKT細(xì)胞數(shù)目則減少[5]。肥大細(xì)胞位于組織特別是皮膚表面、胃腸道、呼吸道,它們可以介導(dǎo)感染及變態(tài)反應(yīng)的發(fā)生,其活化時(shí)miR-221-222明顯高表達(dá),進(jìn)一步可以減少細(xì)胞增殖,并通過抑制細(xì)胞循環(huán)抑制劑P27kip從而調(diào)節(jié)細(xì)胞周期[6]。
2.2 miRNA與B淋巴細(xì)胞的發(fā)育和功能 miRNA不僅僅在固有免疫中發(fā)揮作用,在B細(xì)胞的發(fā)育、激活、生存增殖及和抗體生成的調(diào)節(jié)中起到了關(guān)鍵作用。采用小鼠淋巴細(xì)胞研究發(fā)現(xiàn)miR-150在成熟的B細(xì)胞中高表達(dá),而在祖母細(xì)胞中不表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn)早期miR-150轉(zhuǎn)基因小鼠B細(xì)胞的發(fā)育則被破壞,幾乎無特定類型的B1細(xì)胞,而在miR-150基因敲除小鼠則表達(dá)高水平的B1細(xì)胞[7],如果造血干細(xì)胞中miR-150高表達(dá),則成熟的B細(xì)胞的生成則減少,其miR-150過早表達(dá)阻止了B細(xì)胞轉(zhuǎn)換。以上研究表明miR-150可能抑制了相關(guān)的mRNA翻譯,從而阻止B細(xì)胞的發(fā)育。此外,miRNA還參與B細(xì)胞抗體產(chǎn)生的調(diào)節(jié),缺乏miR-155的B細(xì)胞無法形成高親和力的IgG1抗體[8]。
2.3 miRNA與T淋巴細(xì)胞的發(fā)育和功能 T細(xì)胞發(fā)育的各個(gè)不同階段,miRNA表達(dá)譜水平呈動(dòng)態(tài)變化。已有的研究發(fā)現(xiàn),與初始T細(xì)胞相比,效應(yīng)性T細(xì)胞7個(gè)優(yōu)勢(shì)表達(dá)的miRNA中,有6個(gè)顯著下調(diào),而記憶性T細(xì)胞中miRNA表達(dá)水平有所上調(diào),少數(shù)miRNA尤其是miR-21在效應(yīng)性T細(xì)胞和記憶性T細(xì)胞中升高,因此,miRNA在T細(xì)胞的發(fā)育中發(fā)揮了重要的調(diào)節(jié)作用[9]。實(shí)驗(yàn)研究表明,在未成熟T細(xì)胞中,miR-181a低表達(dá),T細(xì)胞對(duì)抗原肽的敏感性降低,并破壞T細(xì)胞對(duì)陽(yáng)性和陰性選擇的功能,而成熟T細(xì)胞中miR-181a表達(dá)水平顯著升高,下調(diào)了多個(gè)磷酸酶的表達(dá),從而使磷酸化中間產(chǎn)物的穩(wěn)定狀態(tài)提高,使TCR信號(hào)閾值降低,從而增加了T細(xì)胞對(duì)抗原肽的敏感性[10]。在調(diào)節(jié)輔助性T細(xì)胞分化和生發(fā)中心反應(yīng)以產(chǎn)生最適T細(xì)胞依賴性抗體反應(yīng)(TDAR)過程中,miR-155發(fā)揮了關(guān)鍵的作用。體外激活miR-155缺陷小鼠的T細(xì)胞時(shí),分化成Th2細(xì)胞的趨勢(shì)增加,同時(shí)IL-12和INF-γ生成減少,表明miR-155是通過調(diào)節(jié)細(xì)胞因子量的變化實(shí)現(xiàn)對(duì)T細(xì)胞功能的調(diào)節(jié)[11]。
3 中醫(yī)藥對(duì)免疫細(xì)胞的作用 3.1 中醫(yī)藥對(duì)免疫細(xì)胞的刺激作用 傳統(tǒng)中醫(yī)藥日益受到學(xué)術(shù)界的關(guān)注,幾十年來中醫(yī)藥在防止慢性疾病中起到了重要作用。中醫(yī)藥對(duì)免疫有著雙相調(diào)節(jié)作用,既可以起到免疫促進(jìn)作用,也可以起到免疫抑制作用,特別是對(duì)正常機(jī)體無影響,對(duì)免疫失衡的機(jī)體有顯著調(diào)節(jié)作用;通過調(diào)節(jié)陰陽(yáng)、氣血、臟腑功能等以糾正病理狀態(tài),使之重新恢復(fù)平衡;既其可增強(qiáng)正常的抗病免疫能力,又可以祛除致病因素,即扶正祛邪的相反相成作用。
目前越來越多的證據(jù)表明中醫(yī)藥可以通過作用于免疫器官、免疫細(xì)胞以及細(xì)胞因子對(duì)免疫系統(tǒng)產(chǎn)生免疫促進(jìn)或者免疫抑制作用。如研究發(fā)現(xiàn)中藥具有免疫促進(jìn)作用,特別是在早期階段中醫(yī)藥就以樹突狀細(xì)胞為靶點(diǎn)起到免疫調(diào)控作用:包括對(duì)樹突狀細(xì)胞的分化、成熟、細(xì)胞因子的產(chǎn)生、存活,以及抗原的攝取、提呈。如靈芝的主要活性成分靈芝多糖不但可以有效的活化單核細(xì)胞來源的樹突狀細(xì)胞,增強(qiáng)樹突狀細(xì)胞表面的CD80、CD86、CD83以及人類白細(xì)胞抗原的表達(dá),而且可以增加細(xì)胞因子IL-12P70/P40和IL-10的產(chǎn)生,增加樹突狀細(xì)胞對(duì)T細(xì)胞的刺激能力[12]。中醫(yī)藥也可以促進(jìn)T淋巴細(xì)胞的增值、轉(zhuǎn)化、刺激細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞的產(chǎn)生和起到殺傷效應(yīng),調(diào)節(jié)TH1和TH2免疫應(yīng)答,影響T細(xì)胞亞群,調(diào)節(jié)T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答,如人參皂甙是人參的活性成分,其不但可以增加CD4+T細(xì)胞的的免疫活性,而且可以直接作用于T輔助細(xì)胞的活化環(huán)節(jié),影響TH1/TH2亞群的分化;此外有研究報(bào)道中醫(yī)藥也可以活化B淋巴細(xì)胞,促進(jìn)B淋巴細(xì)胞增殖,促進(jìn)抗體的產(chǎn)生從而增強(qiáng)B細(xì)胞的體液免疫功能。如補(bǔ)中益氣湯可以促進(jìn)B細(xì)胞對(duì)抗體的產(chǎn)生;另外,中醫(yī)藥免疫調(diào)控作用大多數(shù)都與細(xì)胞因子的調(diào)節(jié)作用有關(guān),如十全大補(bǔ)湯及人參養(yǎng)榮湯可以促進(jìn)人體淋巴細(xì)胞細(xì)胞因子的產(chǎn)生,也可促進(jìn)免疫器官的功能[13]。
3.2 中醫(yī)藥的免疫抑制作用 中醫(yī)藥具有免疫抑制作用,特別是對(duì)炎癥性疾病、變態(tài)反應(yīng)性疾病、自身免疫性疾病、移植排斥反應(yīng)有免疫抑制作用[13]。如溫脾湯和五苓散的共同提取物通過調(diào)節(jié) MAPK和NF-kB依賴的途徑起到抗炎作用[14]。超敏反應(yīng)是有害的免疫應(yīng)答反應(yīng),許多研究表明中醫(yī)藥對(duì)變態(tài)反應(yīng)性疾病有治療作用,甚至有預(yù)防作用。肉桂常用來治療變態(tài)反應(yīng)性疾病,采用肉桂提取物作為一種抗過敏劑,可以明顯緩解特應(yīng)性皮炎模型鼠皮損的嚴(yán)重程度,降低血清IgE,組胺及TNF-a水平。組織學(xué)檢查顯示其可降低表皮及真皮厚度,減輕真皮的炎細(xì)胞浸潤(rùn),也可抑制皮損中IL-4、TNF-a、TARC的mRNA表達(dá)[15]。中草藥經(jīng)植物乳酸菌發(fā)酵后提取物(FHE)可以劑量依賴性的抑制刀豆球蛋白和脂多糖誘導(dǎo)的脾臟T細(xì)胞和B細(xì)胞增值,也可抑制脾細(xì)胞活化后釋放的TH1/TH2細(xì)胞因子(IL-4、IL-5、IL-13)mRNA的表達(dá),作用類似環(huán)孢素 A[16]。
4 miRNA有陰陽(yáng)的屬性,可作為中醫(yī)藥治療的靶標(biāo) 陰陽(yáng)是中國(guó)古代哲學(xué)的一對(duì)范疇,是對(duì)自然界相互關(guān)聯(lián)的某些事物或者現(xiàn)象對(duì)立雙方屬性的概括。它既可以表示相互關(guān)聯(lián)又相互對(duì)立的兩種事物或現(xiàn)象,又可以是同一事物內(nèi)部相互對(duì)立的兩個(gè)方面?!端貑枴ど鷼馔ㄌ煺摗吩唬骸瓣幤疥?yáng)秘,精神乃治”,而疾病的發(fā)生發(fā)展是致病因素侵害機(jī)體導(dǎo)致自身陰陽(yáng)失去了平衡,出現(xiàn)了偏盛偏衰的結(jié)果,而調(diào)整陰陽(yáng)的動(dòng)態(tài)平衡是中醫(yī)治療疾病的重要法則。miRNA同樣具有陰陽(yáng)的雙重屬性,一方面其能夠促使人體細(xì)胞生長(zhǎng)、凋亡、體內(nèi)激素分泌等生理功能的發(fā)揮,體現(xiàn)出陽(yáng)的屬性;另一方面也能引起骨髓增生、腫瘤或自身免疫性疾病的病理,體現(xiàn)出陰的屬性;許多miRNA都具有這種陰陽(yáng)對(duì)立的表現(xiàn),例如已經(jīng)證實(shí)miR-125b可以增強(qiáng)巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥應(yīng)答,而 miR-146a可以負(fù)向調(diào)節(jié)這一進(jìn)程[17]。此外,miRNA本身也具有陰性的雙重屬性,如在腫瘤的發(fā)生與發(fā)展過程之中,一些miRNA同時(shí)具有致瘤與抑瘤的“陰陽(yáng)”雙重屬性,這一特點(diǎn)使得miRNA的應(yīng)用研究具有很大的復(fù)雜性,不但要探索miRNA的陰陽(yáng)屬性的存在,而且需要進(jìn)一步探索如何調(diào)控miRNA的這種陰陽(yáng)平衡,因此為中醫(yī)“調(diào)和陰陽(yáng)”、“治病求本”的理論研究開辟了新的方向,這也顯示出中醫(yī)與西醫(yī)兩個(gè)不同醫(yī)學(xué)體系統(tǒng)對(duì)人體本質(zhì)的微觀認(rèn)識(shí)有著相通之處。
目前許多研究表明中藥的活性成分對(duì)miRNA具有調(diào)節(jié)作用,研究發(fā)現(xiàn)滲濁除痹方(山慈菇、土茯苓、萆薢、牛膝、王不留行)能夠調(diào)控腎臟組織的miRNA表達(dá),而且呈劑量依賴性上調(diào)miR-34a、miR-146及下調(diào) miR-122,進(jìn)一步研究證實(shí) miR-34a通過抑制了靶基因尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)子而改善高尿酸血證[18]。此外研究報(bào)道姜黃素能夠上調(diào)胰腺細(xì)胞中miR-22表達(dá)水平,從而抑制雌激素受體1和胰腺癌PxBC-3細(xì)胞中的靶基因轉(zhuǎn)錄因子SP1的表達(dá)從而起到抗腫瘤作用[19]。丹參酮ⅡA是丹參酮的活性成分之一,研究表明丹參酮ⅡA可以下調(diào)miR-1,進(jìn)而逆轉(zhuǎn)其對(duì)縫隙鏈接蛋白43翻譯的抑制作用,從而起到保護(hù)缺血心肌的作用[20]。以上研究表明中藥及其活性成分對(duì)miRNA表達(dá)具有廣泛的調(diào)控作用,而miRNA又對(duì)人體的生理病理具有至關(guān)重要的調(diào)節(jié)作用。
5 展 望 miRNA的發(fā)現(xiàn)為現(xiàn)代中醫(yī)基礎(chǔ)理論研究提供了新的切入點(diǎn),目前研究認(rèn)為miRNA具有疾病特異性,是一種新型的生物標(biāo)記物,在中醫(yī)理論指導(dǎo)下將miRNA與中醫(yī)的辨病、辨證結(jié)合起來,探索miRNA與中醫(yī)病、證的關(guān)系,將深入闡明病、證的本質(zhì),將大大豐富現(xiàn)代中醫(yī)理論,對(duì)中醫(yī)辨證具有重要的指導(dǎo)意義,目前這方面的研究報(bào)道較少,因此值得深入探索。此外,中醫(yī)治病主要是從整體上進(jìn)行功能調(diào)節(jié),恢復(fù)陰陽(yáng)的動(dòng)態(tài)平衡,中醫(yī)藥對(duì)于免疫細(xì)胞有多種調(diào)控作用,其中調(diào)節(jié)基因的表達(dá)和修飾基因產(chǎn)物的功能是其重要特征,這也是中醫(yī)藥治病的優(yōu)勢(shì)所在,而免疫細(xì)胞miRNA表達(dá)有陰陽(yáng)的屬性之分,平衡miRNA陰陽(yáng),“損其有余 ,補(bǔ)其不足”,恢復(fù)miRNA的動(dòng)態(tài)平衡 ,將成為治療疾病的重要手段之一,也將為中醫(yī)“治病求本”的研究開辟新的方向??傊?,在中醫(yī)理論指導(dǎo)下,對(duì)中醫(yī)藥及miRNA進(jìn)行相關(guān)深入研究,將促進(jìn)中醫(yī)藥理論的發(fā)展。
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