miR-155對(duì)變應(yīng)性鼻炎患者ILC2轉(zhuǎn)錄因子GATA3調(diào)控作用的研究進(jìn)展

黃雪穎， 李榮榮， 張少杰， 唐鳳珠(綜述)， 瞿申紅(審校)

變應(yīng)性鼻炎(allergic rhinitis,AR)是由免疫球蛋白E(immunoglobulin E,IgE)介導(dǎo)的鼻黏膜非感染性慢性炎癥性疾病，以陣發(fā)性噴嚏、流水樣涕、鼻癢、鼻塞為鼻部主要癥狀，以眼癢、流淚及皮膚瘙癢為伴隨癥狀。據(jù)報(bào)道約有40% AR患者伴有哮喘癥狀[1]。研究顯示，國(guó)內(nèi)AR患病率為4%～38%[2]，呈上升趨勢(shì)。AR的免疫學(xué)發(fā)病機(jī)制通常被認(rèn)為是由Th1/Th2/Th17細(xì)胞失衡引起的適應(yīng)性免疫反應(yīng)。作為最先接觸空氣中抗原的鼻黏膜，固有免疫是抵御酶活性過(guò)敏原入侵的第一道屏障[3]。本文就固有免疫在啟動(dòng)AR的適應(yīng)性免疫中的作用機(jī)制研究現(xiàn)狀綜述如下。

1 Ⅱ型固有免疫細(xì)胞(type Ⅱ innate lymphoid cells,ILC2)在AR中的功能

1.1固有免疫在AR中的研究進(jìn)展 固有免疫由屏障結(jié)構(gòu)、固有免疫分子和固有免疫細(xì)胞(innate lymphoid cells，ILCs)構(gòu)成。參與AR中的ILCs主要包括單核吞噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞(dendritic cells,DC)、肥大細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞。在AR的致敏階段，酶活性變應(yīng)原可破壞鼻黏膜屏障，通過(guò)接觸DC表面的Toll樣受體啟動(dòng)適應(yīng)性免疫反應(yīng)。DC誘導(dǎo)T淋巴細(xì)胞分化為Th2型細(xì)胞，促進(jìn)B淋巴細(xì)胞分泌IgE，IgE結(jié)合肥大細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞及DC表面受體FcεRI形成IgE-FcεRI復(fù)合物，導(dǎo)致機(jī)體致敏。當(dāng)機(jī)體再次接觸變應(yīng)原時(shí)，IgE-FcεRI與變應(yīng)原作用誘發(fā)以鼻部癥狀為主的速發(fā)相超敏反應(yīng)。致敏的ILCs如肥大細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞釋放組胺、白三烯、前列腺素、血小板活化因子等炎性介質(zhì)，使得Th1/Th2平衡向Th2優(yōu)勢(shì)方傾斜，放大并持續(xù)引起以鼻黏膜水腫為主的遲發(fā)相反應(yīng)。

1.2ILC2在AR中的作用 ILCs起源于骨髓中的共同淋巴樣祖細(xì)胞，屬于非T細(xì)胞、非B細(xì)胞、非NK細(xì)胞[4-6]。ILCs具有淋巴細(xì)胞的典型形態(tài)，與T、B淋巴細(xì)胞也有著共同的起源，但卻沒有抗原特異性受體，不經(jīng)歷受體基因重排和克隆選擇，也不具有髓系細(xì)胞的標(biāo)志物和形態(tài)特征[7]。ILCs可分泌多種與輔助性T細(xì)胞相關(guān)的細(xì)胞因子，根據(jù)表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子DNA結(jié)合抑制因子2的不同，分為Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型。其中Ⅱ型ILCs與AR最密切相關(guān)，ILC2在骨髓中受轉(zhuǎn)錄因子孤核酸受體α、自主生長(zhǎng)因子1、GATA結(jié)合蛋白3(GATA binding protein 3，GATA3)、轉(zhuǎn)錄因子1、Bcl-2的調(diào)控發(fā)育成熟，后定居于鼻黏膜固有層。當(dāng)鼻黏膜上皮細(xì)胞受到抗原刺激后，分泌大量的白細(xì)胞介素(interleukin,IL)-25、IL-33和胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素。其中上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞以及肥大細(xì)胞產(chǎn)生的IL-33與ILC2生長(zhǎng)刺激表達(dá)基因2結(jié)合后，能分泌Th2型細(xì)胞因子，包括大量的IL-5、IL-13，少量的IL-4、IL-9和粒細(xì)胞集落因子。上皮細(xì)胞產(chǎn)生的IL-25并經(jīng)由IL-25R誘導(dǎo)ILC2，也可產(chǎn)生Th2型細(xì)胞因子。細(xì)胞因子IL-5、IL-13和IL-4為Th2細(xì)胞的重要調(diào)質(zhì)，刺激B淋巴細(xì)胞分泌IgE[8]。它們的表達(dá)能刺激噬酸粒細(xì)胞浸潤(rùn)，促進(jìn)杯狀細(xì)胞黏液的分泌，參與組織修復(fù)，還能引起肥大細(xì)胞增多和肌肉收縮[9]，擴(kuò)大局部由Th2驅(qū)使的變應(yīng)性炎癥[8]。有研究證實(shí)，在腫瘤中GATA3是miR-155的靶基因[9]，而GATA3又是ILC2的分化調(diào)控因子[10]。microRNA-155(miR-155)可能在變態(tài)反應(yīng)性疾病的發(fā)病中也起著重要的作用，例如哮喘、過(guò)敏性鼻炎[11]和特發(fā)性皮炎[12]。ILC2和Th2細(xì)胞具有共同的轉(zhuǎn)錄因子GATA3。

2 GATA3

GATA3是一種鋅指蛋白，屬于轉(zhuǎn)錄因子GATA家族的一員。GATA家族對(duì)一致性序列(T/A)GATA(A/G)具有高度親合性，是一類能識(shí)別GATA基序并與之結(jié)合的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子[13-14]。目前研究表明，GATA3在Th2細(xì)胞的分化過(guò)程中不可或缺，它通過(guò)調(diào)節(jié)Th2相關(guān)細(xì)胞因子基因的組蛋白修飾，如組蛋白H3賴氨酸4的甲基化，使染色質(zhì)重構(gòu)，利于轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，促進(jìn)Th0向Th2細(xì)胞分化，是反映Th2型免疫反應(yīng)的主要標(biāo)志之一。GATA3大量表達(dá)，不僅能夠促進(jìn)Th2分化，促進(jìn)Th2相關(guān)細(xì)胞因子如IL-4、IL-5和IL-13的表達(dá)[15]，還能抑制Th1分泌腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)-γ、IL-2。研究表明，GATA3基因在AR患者和動(dòng)物模型的血液?jiǎn)蝹€(gè)核細(xì)胞中過(guò)度表達(dá)，在AR的發(fā)生發(fā)展中起關(guān)鍵作用[16]。在Th1/Th2平衡中，GATA3除了能夠促進(jìn)Th2優(yōu)勢(shì)分化，也可作為調(diào)控因子促進(jìn)ILC2的分化，控制IL-13及人基質(zhì)裂解素2的表達(dá)[17]。有研究對(duì)AR患者鼻黏膜中轉(zhuǎn)錄因子FOXP3、GATA3和T-bet的表達(dá)數(shù)量進(jìn)行研究，結(jié)果表明過(guò)敏患者產(chǎn)生GATA3的比例更高[18-19]。T-bet在AR患者外周血單核細(xì)胞中的表達(dá)下調(diào)[20]。在Nakamura等[19]的研究中，經(jīng)抗原激發(fā)后的AR患者鼻黏膜中GATA3、IL-5和粒-巨細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony-stimulating factor,GM-CSF)的表達(dá)同時(shí)出現(xiàn)上調(diào)。

3 miR-155

microRNAs(miRNAs)在總RNA中占比2%，是一類長(zhǎng)度19～22個(gè)核苷酸，具有調(diào)控作用的內(nèi)源性非編碼小RNA片段。miRNAs通過(guò)結(jié)合目標(biāo)RNA的3端非編碼區(qū)，進(jìn)行分解或翻譯抑制，從而改變目標(biāo)RNA，于基因轉(zhuǎn)錄后進(jìn)行調(diào)節(jié)[21]。miR-155是與免疫炎癥反應(yīng)緊密相關(guān)的miRNAs之一，它不僅參與獲得性免疫應(yīng)答反應(yīng)，還與天然免疫應(yīng)答反應(yīng)有關(guān)。在巨噬細(xì)胞中，它可以被多種信號(hào)分子所誘導(dǎo)表達(dá)，而高表達(dá)的miR-155也可進(jìn)一步促進(jìn)巨噬細(xì)胞發(fā)揮。也有研究認(rèn)為miR-155參與調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的凋亡[22]。在B淋巴細(xì)胞的發(fā)育過(guò)程中miR-155可促進(jìn)其生發(fā)中心的分化及成熟，而抑制miR-155可使B淋巴細(xì)胞在生發(fā)中心的功能發(fā)生障礙[23]。在T細(xì)胞中，它主要誘導(dǎo)Th1細(xì)胞的分化，而相對(duì)抑制Th2細(xì)胞的分化[24]。miR-155在大部分免疫炎癥及自身免疫性疾病中的表達(dá)升高，如類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和胃炎等[25-26]。但在某些免疫炎癥及自身免疫性疾病中，miR-155的表達(dá)則呈降低趨勢(shì)。特發(fā)性皮炎患者與正常健康人相比，其外周血中Th17細(xì)胞所占的比例顯著增高；皮損及外周血CD4+T淋巴細(xì)胞中miR-155表達(dá)顯著升高；在外周血CD4+T淋巴細(xì)胞中IL-17 mRNA表達(dá)顯著升高，而細(xì)胞因子信號(hào)抑制物1(suppressor of cytokine signaling 1,SOCS1)的表達(dá)顯著下降，并且miR-155的升高與SOCS1的下降呈負(fù)相關(guān)，與IL-17 mRNA的升高呈正相關(guān)[12]。miR-155敲除后哮喘小鼠在嗜酸粒細(xì)胞數(shù)目及黏液分泌狀態(tài)較野生型小鼠均有所下降，以及Th2和相關(guān)細(xì)胞因子也都有所下降，表明miR-155缺失可削弱Th2的活化[27]。由卵清白蛋白處理并經(jīng)miR-155敲除的小鼠中顯示出氣道高反應(yīng)性明顯減弱，提示miRNAs是氣道高反應(yīng)性疾病的潛在治療靶點(diǎn)，且通過(guò)構(gòu)建慢病毒載體沉默miR-155的表達(dá)可以減輕哮喘小鼠的臨床特征[28]。已有研究使用miR-155的RNA干擾的慢病毒載體對(duì)哮喘模型小鼠進(jìn)行干預(yù)，小鼠的炎癥及氣道高反應(yīng)性顯著減輕[12]。有學(xué)者在對(duì)AR的研究發(fā)現(xiàn)中miRNA-181a和miR-155與AR外周血Treg細(xì)胞的增殖和功能密切相關(guān)，Treg細(xì)胞內(nèi)這2個(gè)miRNAs水平降低，且其在細(xì)胞內(nèi)水平與Treg細(xì)胞的百分比、IL-10和TNF-β的表達(dá)呈正相關(guān)，而與AR鼻部癥狀總評(píng)分呈負(fù)相關(guān)[29]。一項(xiàng)研究分析了159例成人受試者鼻黏膜組織中的miRNAs差異表達(dá)，觀察到AR患者鼻黏膜中miR-155顯著升高[30]。Li等[9]對(duì)前列腺癌的研究報(bào)道中，在5 348個(gè)差異表達(dá)的基因中，GATA3最有可能是miR-155的靶基因之一，且在構(gòu)建的miR-155沉默細(xì)胞株中發(fā)現(xiàn)miR-155過(guò)表達(dá)可抑制GATA3表達(dá)水平。經(jīng)研究證實(shí)，在腫瘤中GATA3是miR-155的下游靶基因。而GATA3又是ILC2的分化調(diào)控因子[31]。miR-155為變態(tài)反應(yīng)性炎癥中ILC2細(xì)胞增殖分化所必需的，而抑制miR-155可明顯減弱過(guò)敏性呼吸道疾病。已有研究證實(shí)，AR患者鼻黏膜中miR-155表達(dá)升高[10]。在小鼠氣道變應(yīng)性炎癥模型中，IL-33可誘導(dǎo)ILC2高表達(dá)miR-155，而miR-155可介導(dǎo)IL-33誘導(dǎo)ILC2的促Th2免疫應(yīng)答功能[32]。有研究發(fā)現(xiàn)miR-155可以通過(guò)保護(hù)ILC2免受凋亡從而促進(jìn)Th2型免疫反應(yīng)[33]。這表明miR-155和ILC2在AR發(fā)病中相互聯(lián)系，共同作用。目前研究證實(shí)miR-155敲除小鼠在IL-33刺激后ILC2細(xì)胞增殖、GATA3的表達(dá)受到抑制[32]，這表明miR-155可以正性調(diào)控GATA3的表達(dá)。通過(guò)干預(yù)AR小鼠外周血miRNA-181α和miRNA-155水平可調(diào)節(jié)外周血Treg細(xì)胞百分比[15]。

4 結(jié)語(yǔ)

AR是環(huán)境因素和遺傳易感性互相作用，酶活性變應(yīng)原反復(fù)刺激鼻黏膜所致。目前關(guān)于過(guò)敏性疾病的研究多始于適應(yīng)性免疫中的輔助性T淋巴細(xì)胞及其之間的相互影響。作為機(jī)體免疫的重要組成部分，固有淋巴細(xì)胞的研究層面多集中于激活I(lǐng)LC2的遞質(zhì)于IL-25、IL-33、胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素及其受體人基質(zhì)裂解素2、特異轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子GATA3的單核苷酸多態(tài)性研究。AR的表觀遺傳學(xué)機(jī)制主要包括組蛋白的乙酰化/去乙?；NA的甲基化/去甲基化以及miRNAs水平的變化等[34]。目前在生命體中檢測(cè)到的miRNAs有2萬(wàn)多個(gè)分子類型，其中與AR鼻黏膜ILC2細(xì)胞最密切的僅有miR-155。目前作為成熟體的miR-155在ILC2中的研究多集中在分子水平，而對(duì)miR-155基因的pri-miRNA轉(zhuǎn)錄本及其表達(dá)譜的研究仍較少。因此，需要進(jìn)一步研究明確AR中是否存在miR-155/GATA3信號(hào)軸對(duì)固有淋巴細(xì)胞進(jìn)行調(diào)節(jié)作用，有助于更全面了解AR的發(fā)生，為AR尋找合適的治療靶點(diǎn)提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。