王晶,袁玉華
類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA)是以慢性滑膜炎、進(jìn)行性骨質(zhì)破壞、關(guān)節(jié)功能喪失為特征的自身免疫病。因其高致殘率、臟器受累而嚴(yán)重威脅人類健康,影響約1%~3%的世界人口[1]。微小RNA(microRNA,miRNA)是一類高度保守的、非編碼的、通過(guò)引起靶mRNA降解、翻譯抑制、脫腺苷酸化實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄后調(diào)控的小分子RNA,在自身免疫、自身炎癥疾病中起著重要調(diào)節(jié)作用[2-3]。區(qū)別于其他免疫調(diào)節(jié)因素有或無(wú)的特點(diǎn),miRNA 主要在數(shù)量、程度上影響靶基因水平,只需要幾個(gè)堿基互補(bǔ)便可在免疫應(yīng)答各水平執(zhí)行較柔和、精細(xì)的調(diào)節(jié)。約90%的蛋白編碼基因受miRNA 的調(diào)控[2],miRNAs 在RA 的發(fā)生、發(fā)展中也起了重要的調(diào)節(jié)作用。例如,miR-155通過(guò)靶定細(xì)胞因子信號(hào)1(cytokine signaling 1,SOCS1)調(diào)節(jié)干擾素γ(interferon-γ,IFN-γ)、白細(xì)胞介素(interleukin,IL)-4、IL-12 等細(xì)胞因子參與RA炎癥反應(yīng)[4];RA 患者外周血、滑膜組織、滑液中miR-146a水平升高,也參與了RA的促炎過(guò)程;而且外周血miR-146a的水平與紅細(xì)胞沉降率呈正相關(guān),與RA 活動(dòng)度有關(guān)[5-6]。越來(lái)越多的研究發(fā)現(xiàn),核因子κB(nuclear factor-kappa B,NF-κB)信號(hào)通路在RA 的發(fā)生、發(fā)展中也起了重要作用。本文就RA 中近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)的與NF-κB 信號(hào)途徑相關(guān)的miRNA及其作用機(jī)制作一綜述。
NF-κB是一種能與免疫球蛋白kappa輕鏈基因的增強(qiáng)子B 序列特異性結(jié)合、促進(jìn)κ 輕鏈基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子[7],包括Rel(cRel)、p65(RelA,NF-κB3)、RelB、p50(NF-κB1)和p52(NF-κB2)5個(gè)亞單位,以兩兩結(jié)合形成同源或異源二聚體的形式發(fā)揮作用。通常情況下,NF-κB與其抑制蛋白IκB(包括IκBα、IκBβ 和IκBε)結(jié)合,并不表現(xiàn)出轉(zhuǎn)錄活性。IκB 激酶復(fù)合體(IκB kinase,IKK)是調(diào)控NF-κB 信號(hào)通路的核心環(huán)節(jié),由IKKα、IKKβ 和IKKγ 組成。NF-κB主要是通過(guò)兩條途徑激活。在經(jīng)典激活路徑中,上游信號(hào)引起IKK蛋白激酶復(fù)合體的激活,促進(jìn)IκB 的磷酸化,導(dǎo)致IκB 被蛋白酶體降解,NF-κB 失去IκB 的抑制作用而進(jìn)入細(xì)胞核,參與相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄。此途徑通常由微生物、病毒感染、促炎細(xì)胞因子等細(xì)胞外信號(hào)刺激后發(fā)生。在替代(非經(jīng)典)激活路徑中,前體p100 在NF-κB 誘導(dǎo)激酶和IκBα 的作用下被降解為具有活性的p52,且與RelB 組成異源二聚體而進(jìn)入細(xì)胞核,調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄。目前大量研究表明經(jīng)典和/或非經(jīng)典NF-κB信號(hào)通路在RA中起著重要作用[8-10]。
作為一個(gè)功能廣泛的轉(zhuǎn)錄因子,NF-κB 成為大量miRNA 的靶定目標(biāo)。NF-κB 的表達(dá)和活動(dòng)可以直接或間接地被各種miRNA上調(diào)或下調(diào),且可以調(diào)控多種miRNA的表達(dá),因此異常的NF-κB活性常與異常的miRNA水平相關(guān)。
2.1 miR-146 miR-146是天然和獲得性免疫分化及細(xì)胞生物學(xué)功能的重要調(diào)節(jié)因子,在多種疾病和癌癥中發(fā)揮重要作用。Liu 等[11]發(fā)現(xiàn),在加入miR-146a 模擬物或Toll 樣受體4(Toll-like receptor 4,TLR4)/NF-κB 途徑抑制劑后,類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎成纖維細(xì)胞樣滑膜細(xì)胞(fibroblast-like synoviocytes,F(xiàn)LSs)的細(xì)胞增殖降低、凋亡增加,加入miR-146a 抑制劑則相反;加入miR-146a 模擬物或TLR4/NF-κB 途徑抑制劑后,TLR4、NF-κB、IL-1β、IL-6、IL-8、IL-17、環(huán)氧合酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)、基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)-3、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)、一氧化氮(nitric oxide,NO)的表達(dá)水平降低,加入miR-146a 抑制劑或TLR4 后,上述因子表達(dá)水平升高;同時(shí)在鼠RA 模型FLSs 中,加入miR-146a 模擬物后,發(fā)現(xiàn)TLR4和NF-κB水平降低,關(guān)節(jié)炎評(píng)分低于對(duì)照組,證實(shí)了miR-146a 通過(guò)抑制TLR4/NF-κB通路,抑制了RA FLSs的增殖和炎癥反應(yīng)[11]。
2.2 miR-125b Zhang等[12]的一項(xiàng)研究提示,在RA患者血漿、滑膜組織以及脂多糖刺激后的FLSs 中miR-125b 水平明顯升高,miR-125b 過(guò)表達(dá)明顯增加腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor α,TNF-α)、IL-6、IL-1β、磷酸化p65(p-p65)的表達(dá)水平,明顯降低NF-κB抑制蛋白IκB-α水平;miR-125b下調(diào)則結(jié)果相反;同時(shí),該研究發(fā)現(xiàn)miR-125b水平與TNF-α、IL-6、IL-1β水平呈強(qiáng)正相關(guān);NF-κB抑制劑顯著降低抗炎細(xì)胞因子水平,共轉(zhuǎn)染pcDNA-IκB-α后抗炎細(xì)胞因子水平進(jìn)一步降低,證實(shí)了miR-125b升高通過(guò)激活NF-κB途徑促進(jìn)RA的炎癥發(fā)生。
2.3 miR-21 miR-21 在RA 患者中高表達(dá)。Chen等[13]研究顯示,與對(duì)照組相比,鼠RA 模型FLSs 中miR-21 和NF-κB 水平增加,且miR-21 水平下調(diào)導(dǎo)致NF-κB水平和細(xì)胞增殖率顯著下降;在正常的成纖維細(xì)胞樣滑膜細(xì)胞中,miR-21過(guò)表達(dá)導(dǎo)致NF-κB水平和細(xì)胞增殖率顯著增加,miR-21過(guò)度表達(dá)的影響可被BAY 11-7082(NF-κB 核轉(zhuǎn)位抑制劑)逆轉(zhuǎn),闡明了在鼠RA 模型中,上調(diào)的miR-21 通過(guò)促進(jìn)NF-κB 核位移影響NF-κB 途徑,從而促進(jìn)細(xì)胞增殖。
2.4 miR-18a miR-17-92 簇編碼6 種不同的miRNAs,即miR-17、-18a、-19a、-19b、-20a和-92a,是包括自身免疫系統(tǒng)疾病等多種疾病發(fā)病機(jī)制的關(guān)鍵調(diào)節(jié)者。Trenkmann等[14]研究發(fā)現(xiàn),以miR-17-92的前體分子或pre-miR-18a轉(zhuǎn)染RA FLSs后,基質(zhì)降解酶、促炎細(xì)胞因子和趨化因子的表達(dá)水平顯著提高;TNF-α能以NF-κB依賴的方式誘導(dǎo)miR-17-92初級(jí)轉(zhuǎn)錄本(C13orf25)以及miR-18a、-19a、-20a和-92a等成熟體表達(dá),在8 h和16 h明顯升高,這種誘導(dǎo)依賴于C13orf25 啟動(dòng)子中的一個(gè)NF-κB 結(jié)合位點(diǎn)。NF-κB 途徑抑制劑——TNF-α 誘導(dǎo)蛋白3(TNF-α-induced protein 3,TNFAIP3)是miR-18a 的靶基因。在RA FLSs 中,miR-17-92 簇是由TNF-α通過(guò)NF-κB 途徑誘導(dǎo)及抑制TNFAIP3,構(gòu)成了NF-κB 信號(hào)的正反饋回路,因此,miR-17-92 簇衍生的miR-18a通過(guò)增加炎癥細(xì)胞因子和基質(zhì)降解酶的生成,加重了RA炎癥反應(yīng)和關(guān)節(jié)損傷。
2.5 miR-138 Zhang 等[15]研究表明,長(zhǎng)鏈非編碼RNA HOTAIR 與miR-138 的表達(dá)呈負(fù)相關(guān),而在脂多糖誘導(dǎo)的軟骨細(xì)胞中miR-138 的表達(dá)顯著增加。HOTAIR過(guò)度表達(dá)對(duì)增殖和炎癥的影響可被過(guò)表達(dá)的miR-138 部分逆轉(zhuǎn)。此外,HOTAIR 過(guò)表達(dá)通過(guò)抑制p65 對(duì)細(xì)胞核的作用,顯著抑制脂多糖對(duì)軟骨細(xì)胞中NF-κB 的激活,導(dǎo)致IL-1β 和TNF-α 下調(diào)。證實(shí)了HOTAIR通過(guò)增加細(xì)胞增殖率和抑制炎癥在RA 中起保護(hù)作用,可能與miR-138 表達(dá)和NF-κB信號(hào)通路的調(diào)節(jié)有關(guān)。
2.6 miR-10a RA 的主要病因是炎癥細(xì)胞因子的過(guò)度表達(dá)和NF-κB 激活介導(dǎo)的持續(xù)組織損傷。Mu等[16]研究表明,與骨關(guān)節(jié)炎相比,RA 中miR-10a 下調(diào),這種下調(diào)可以由TNF-α 和IL-1β 以一種NF-κB依賴的方式通過(guò)促進(jìn)轉(zhuǎn)錄因子YY1(YingYang1)的表達(dá)觸發(fā),miR-10a 表達(dá)下調(diào)能夠加速IκB 降解,并通過(guò)靶定白細(xì)胞介素- 1 受體相關(guān)激酶4(interleukin-1 receptor-associated kinase 4,IRAK4)、TGF-β 激活激酶1(TGF-beta-activated kinase 1,TAK1)、β 轉(zhuǎn)導(dǎo)重復(fù)蛋白1(β-transducing repeatcontaining protein 1,BTRC)使NF-κB 激活;且miR-10a 介導(dǎo)NF-κB 激活,顯著促進(jìn)了包括TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8、單核細(xì)胞趨化蛋白1(monocyte chemoattractant protein 1,MCP-1)、MMP-1、MMP-13等炎癥細(xì)胞因子的產(chǎn)生,加入miR-10a 抑制劑可加速成纖維細(xì)胞樣滑膜細(xì)胞的擴(kuò)散和遷移。該研究表明,存在一種新型的NF-κB/YY1/miR-10a/NF-κB調(diào)控通路,促進(jìn)NF-κB介導(dǎo)的炎癥細(xì)胞因子的過(guò)度分泌以及RA FLSs 的增殖和遷移,提示miR-10a 可以作為控制這一調(diào)節(jié)通路的開關(guān),可望成為RA 診斷、治療的靶點(diǎn)。
2.7 miR-410-3p 在RA FLSs 中,miR-410-3p 通過(guò)調(diào)節(jié)NF-κB 信號(hào)通路抑制細(xì)胞因子釋放。Wang等[17]研究發(fā)現(xiàn),miR-410-3p 在滑膜組織、FLSs 中的表達(dá)水平降低,過(guò)表達(dá)miR-410-3p可顯著地降低人FLSs中TNF-α、IL-1β、IL-6、MMP-9的分泌;而抑制miR-410-3p 則提高了這些細(xì)胞因子的表達(dá)水平。此外,降低miR-410-3p 表達(dá)可激活NF-κB 信號(hào)通路,過(guò)表達(dá)miR-410-3p 則抑制NF-κB 信號(hào)通路的激活,且抑制NF-κB信號(hào)通路能逆轉(zhuǎn)抑制miR-410-3p表達(dá)引起的TNF-α、IL-1β、IL-6、MMP-9升高,從而證實(shí)了miR-410-3p 通過(guò)調(diào)節(jié)NF-κB 信號(hào)通路,在RA的發(fā)病機(jī)制中起炎癥抑制劑的作用。
2.8 miR-548 目前研究表明,外泌體里包裹的miRNA 也在RA 中扮演著關(guān)鍵的角色。Wang 等[18]研究發(fā)現(xiàn),外泌體包裹的miR-548a-3p在RA患者血漿外泌體和外周血單核細(xì)胞中顯著減少,RA患者血漿外泌體中miR-548a-3p 與C 反應(yīng)蛋白(C reactive protein,CRP)、類風(fēng)濕因子(rheumatoid factor,RF)、紅細(xì)胞沉降率(erythrocyte sedimentation rate,ESR)水平呈負(fù)相關(guān),miR-548a-3p通過(guò)調(diào)節(jié)TLR4/NF-κB信號(hào)通路,可以抑制單核巨噬細(xì)胞pTHP-1 細(xì)胞增殖和激活,外泌體中miR-548a-3p可預(yù)測(cè)RA疾病活動(dòng)度,miR-548a-3p/TLR4/NF-κB軸可成為RA診斷和治療的靶點(diǎn)。還有研究表明,間充質(zhì)干細(xì)胞移植可以通過(guò)減弱miR-548e 對(duì)IκB(NF-κB 抑制蛋白)的抑制作用而部分減輕RA 癥狀。Yan 等[19]研究發(fā)現(xiàn),在膠原誘導(dǎo)的RA 小鼠中,間充質(zhì)干細(xì)胞移植通過(guò)激活TGF-β 受體信號(hào),降低NF-κB 信號(hào)的活性,從而降低關(guān)節(jié)組織中miR-548e的水平;生物信息學(xué)分析表明,miR-548e 通過(guò)與IκB 的3′非翻譯區(qū)結(jié)合,抑制IκB 的蛋白質(zhì)翻譯;間充質(zhì)干細(xì)胞與攜帶miR-548e的腺病毒聯(lián)合移植,解除了間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)膠原誘導(dǎo)的RA 小鼠的治療作用;此外,在膠原誘導(dǎo)的RA 小鼠模型中,攜帶miR-548e 反義序列的腺病毒移植具有間充質(zhì)干細(xì)胞移植的部分治療作用。
2.9 miR-223、miR-16 和miR-15a 巨噬細(xì)胞是參與調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)的一種主要細(xì)胞,其功能失調(diào)也會(huì)導(dǎo)致自身免疫病、癌癥等疾病的發(fā)生。Li 等[20]研究發(fā)現(xiàn),在單核細(xì)胞向巨噬細(xì)胞分化的過(guò)程中,IKKα表達(dá)逐漸增高,IKKα 的表達(dá)增高由miR-223、miR-16 和miR-15a 表達(dá)降低引起,IKKα 正是這3 個(gè)miRNA 的直接作用靶點(diǎn);IKKα 表達(dá)增高,將促進(jìn)p52的生成(過(guò)量p100被加工成p52),因p52之間形成的同源二聚體不具有轉(zhuǎn)錄活性,因此p52 的增高并沒(méi)有引起非經(jīng)典型NF-κB通路的活化;但當(dāng)細(xì)胞接受LPS刺激時(shí),RelB表達(dá)增多,p52與RelB形成有活性的轉(zhuǎn)錄因子,促進(jìn)了NF-κB 非經(jīng)典途徑的活化,啟動(dòng)了相關(guān)基因(比如炎癥介質(zhì))的轉(zhuǎn)錄。
RA 是一種全身免疫性疾病,發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,目前研究認(rèn)為免疫、炎癥相關(guān)基因的調(diào)控在其中起著重要作用,而這些基因調(diào)控并非單獨(dú)起作用,聯(lián)合分析調(diào)控因素能夠更好地預(yù)測(cè)疾病風(fēng)險(xiǎn)和治療效果。NF-κB 和miRNA 是RA 疾病發(fā)生、發(fā)展中的重要調(diào)控因子,兩者可被多種因素激活,不同miRNA 之間存在協(xié)同或?qū)棺饔?,NF-κB與miRNA編碼基因存在多態(tài)性等原因使得調(diào)控網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)綜復(fù)雜,機(jī)制尚未完全闡明。但隨著對(duì)NF-κB 和miRNA 這兩個(gè)關(guān)鍵調(diào)控因子及調(diào)節(jié)通路研究的深入,必將有助于闡明RA的發(fā)病機(jī)制,從而找到RA治療的有效途徑。