王洪超 趙亦慢

（昆明衛(wèi)生職業(yè)學(xué)院（中專(zhuān)部） 云南昆明 650101）

神經(jīng)系統(tǒng)疾病中MicroRNA調(diào)控小膠質(zhì)細(xì)胞極化機(jī)制研究

王洪超 趙亦慢

（昆明衛(wèi)生職業(yè)學(xué)院（中專(zhuān)部） 云南昆明 650101）

在多種神經(jīng)系統(tǒng)的損傷和疾病中，神經(jīng)炎癥都發(fā)揮著重要的作用，而小膠質(zhì)細(xì)胞是中樞炎癥反映的重要招募者和執(zhí)行者，是中樞主要的免疫監(jiān)督細(xì)胞，是定居于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的巨噬細(xì)胞。本文通過(guò)分析小膠質(zhì)細(xì)胞的極化，探討了MiRNA參與小膠質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞極化的調(diào)控，并且對(duì)在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中，MicroRNA影響小膠質(zhì)細(xì)胞極化的重要性進(jìn)行分析。

神經(jīng)系統(tǒng)疾病 MicroRNA 小膠質(zhì)細(xì)胞 極化機(jī)制

通過(guò)轉(zhuǎn)錄后調(diào)控作用,作為重要的基因調(diào)控分子,非編碼RNA—mincroRNA涉及人類(lèi)生命體生長(zhǎng)、發(fā)育和死亡各個(gè)階段,影響著大約30%～90%的人類(lèi)基因表達(dá)。在炎癥反應(yīng)和免疫應(yīng)答中,minRNA發(fā)揮也重要作用。

1 小膠質(zhì)細(xì)胞的極化

小膠質(zhì)細(xì)胞占中樞神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞總量的5%～12%,經(jīng)過(guò)遷移定位于中樞神經(jīng)系統(tǒng),起源于胚胎其卵黃囊中的共同淋巴細(xì)胞前體。在發(fā)育過(guò)程中,小膠質(zhì)細(xì)胞可以參與中樞神經(jīng)系統(tǒng)的塑形,清楚凋亡的細(xì)胞和錯(cuò)配的神經(jīng)連接。當(dāng)中樞損傷時(shí),小膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)揮細(xì)胞吞噬、產(chǎn)生氧自由基等功能。從形態(tài)和功能等方面,中樞常駐的靜止小膠質(zhì)細(xì)胞激活后分支狀的突起回縮,轉(zhuǎn)變?yōu)榘⒚装蜆?因此,其與巨噬細(xì)胞很難明確區(qū)分。激活的小膠質(zhì)細(xì)胞包括經(jīng)典激活（M1）小膠質(zhì)細(xì)胞和選擇性激活（M2）小膠質(zhì)細(xì)胞兩種截然相反的極化類(lèi)型。而干擾素和Toll樣受體的配體可以促進(jìn)外周巨噬細(xì)胞分泌大量的促炎因子等,可以刺激靜息的小膠質(zhì)細(xì)胞極化為M1型,并有效殺滅細(xì)胞內(nèi)病原體,加強(qiáng)呈抗原的能力。而由Th2型細(xì)胞因子IL-4、IL-13協(xié)同TLR配體等可誘導(dǎo)產(chǎn)生M2型的小膠質(zhì)細(xì)胞,從而抑制促炎因子的產(chǎn)生,分泌抗炎因子,減少呼吸爆發(fā)的激活。同時(shí)還能促進(jìn)神經(jīng)損傷修復(fù)。

M2型細(xì)胞可以分為M2a型、M2b型和M2c型。由IL-4介導(dǎo),選擇性激活的小膠質(zhì)細(xì)胞M2a型能夠修復(fù)組織、抗炎。M2b型具有促進(jìn)Th2型分化的抗原提呈功能。并且由于缺少殺滅病原菌的作用,一些抗炎刺激得到的小膠質(zhì)細(xì)胞仍然保留了吞噬功能等,因此,被稱(chēng)為M2c型。另外,靜止的小膠質(zhì)細(xì)胞與激活的小膠質(zhì)細(xì)胞等在抗原標(biāo)記和形態(tài)上,也存著明顯的區(qū)別。他們能敏銳地感受外界環(huán)境變化并維持動(dòng)態(tài)的平衡,另外,經(jīng)典的小鼠M2型巨噬細(xì)胞表面標(biāo)志物Argl等在人巨噬細(xì)胞中并不能被IL-4誘導(dǎo)產(chǎn)生,因此,要注意任何小鼠免疫系統(tǒng)的差異。

2 MiRNA參與小膠質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞極化的調(diào)控

2.1 不同極化小膠質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中MiRNA的差異表達(dá)

隨著小膠質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的極化,minRNA的表達(dá)水平會(huì)發(fā)生改變,并且結(jié)果也具有較大的差異。采用IL-4刺激誘導(dǎo)M2型極化,LPS加IFN-將小鼠骨髓來(lái)源巨噬細(xì)胞刺激誘導(dǎo)M1型極化, miRNA芯片分析及PCR驗(yàn)證結(jié)果顯示,M1型巨噬細(xì)胞中,miR-181a等的表達(dá)高于M2型巨噬細(xì)胞。而miR-125-5p等表達(dá)低于M2型巨噬細(xì)胞。另外,結(jié)合miRNA等表達(dá)譜芯片及生物信息學(xué)分析手段,將體外培養(yǎng)純化的小鼠小膠質(zhì)細(xì)胞分別進(jìn)行LPS和IL-4刺激,堅(jiān)定了6種可能調(diào)控小膠質(zhì)細(xì)胞極化的miRNAs。其中,miR-124等可能參與調(diào)控抗炎通路和M2型極化,而miR-689等可能與促炎通路和M1型極化有關(guān)。

通過(guò)miRNA表達(dá)譜,對(duì)極化的人類(lèi)單核細(xì)胞來(lái)源巨噬細(xì)胞進(jìn)行體外給予人類(lèi)MDM不同細(xì)胞因子刺激,得到M1、M2a等四種激活表型,結(jié)合qPCR檢測(cè),在不同極化條件下,miRNA芯片發(fā)現(xiàn)有8種miRNA表達(dá)變化具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。發(fā)現(xiàn)絕大部分都是過(guò)客鏈,只有miR-193b是引導(dǎo)鏈。由于過(guò)客鏈在體內(nèi)表達(dá)豐度較低,在miRNA誘導(dǎo)下,大部分過(guò)客鏈不會(huì)發(fā)揮生物學(xué)功能,會(huì)在沉默復(fù)合體中被剔除,因此,在人巨噬細(xì)胞極化中,這些表達(dá)變化的miRNA過(guò)客鏈的作用和意義有待驗(yàn)證。另外,在M1型細(xì)胞中,采用二代測(cè)序比較M1、M2a和M2c極化狀態(tài)人類(lèi)MDM的基因表達(dá),發(fā)現(xiàn),miR-181b特意在M2a細(xì)胞中下調(diào),miR-145-5P在M1型細(xì)胞中上調(diào)。而miR-200a-3p在M2c型巨噬細(xì)胞中特異性下調(diào)。

2.2 miRNA調(diào)控小膠質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)及M1極化

miRNA可調(diào)控小膠質(zhì)和巨噬細(xì)胞具有多用M1極化,其中,能明確促炎性miRNA分子的是miR-155,巨噬細(xì)胞中過(guò)表達(dá)miR-155將促進(jìn)腫瘤壞死因子的表達(dá)增加；而TNF的表達(dá)水平較低,并且小鼠出現(xiàn)免疫缺陷。通過(guò)作用于幾個(gè)比較重要的幸好轉(zhuǎn)導(dǎo)分析TAK結(jié)合蛋白1等,miR-155能夠起到促進(jìn)M1極化的作用。MiR-155能夠參與促進(jìn)細(xì)胞的炎癥反應(yīng),直接結(jié)合并抑制多種抗炎相關(guān)蛋白。另外,通過(guò)下調(diào)MRK-1,miR-101可以促進(jìn)MAPK通路激活和IL-6等的表達(dá),促進(jìn)M1極化。通過(guò)靶向,miR-92a可以抑制磷酸化絲裂原活化蛋白激酶4,抑制M1極化,調(diào)控JNK/c-Jun通路。而通過(guò)促進(jìn)巨噬細(xì)胞共刺激因子的表達(dá),miR-125b可以促進(jìn)M1極化。miRNAs可以參與調(diào)控TLR4/NF-κB通路炎癥反應(yīng),由于TLR4/NF-κB通路激活可以誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞經(jīng)典激活,進(jìn)而調(diào)控M1型極化。如：通過(guò)結(jié)合To11/白細(xì)胞借宿1受體結(jié)構(gòu)域,miR-145可以銜接蛋白抑制TLR信號(hào)的傳導(dǎo)。而在這些miRNA中,部分miRNA對(duì)炎癥反應(yīng)就有負(fù)反饋調(diào)節(jié)作用。如：通過(guò)MyD88和TRIF依賴(lài)途徑激活TLR2-4,可以進(jìn)一步組織巨噬細(xì)胞過(guò)渡炎癥反應(yīng),誘導(dǎo)產(chǎn)生miR-147。在炎癥方法反應(yīng)前饋網(wǎng)絡(luò)中,miRNAs也是重要組分。在多種M1型極化條件中miR-155可以在lps、TNF-α等的刺激下都發(fā)生上調(diào)。另外,一些miRNAs在LPS刺激和微生物感染后是下調(diào)的,會(huì)導(dǎo)致免疫反應(yīng)的增加。

2.3 miRNA調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞M2極化

miR-124能夠促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞M2極化的miRNA,早中樞常駐的小膠質(zhì)細(xì)胞中,MiR-124是腦特異性miRNA能夠維持腦內(nèi)小膠質(zhì)細(xì)胞靜息狀態(tài)。而過(guò)表達(dá)的miR-124,對(duì)導(dǎo)致M1型細(xì)胞表面分子的減少。一些對(duì)M1極化具有重要調(diào)節(jié)作用的分子也會(huì)調(diào)控M2極化,如：M2型極化的重要轉(zhuǎn)錄因子C/EBP-β可以調(diào)節(jié)Arg1、IL-10等的表達(dá)。由此可見(jiàn),在抑制巨噬細(xì)胞向M2型極化中, miR-155也能發(fā)揮重要作用。IRF4能夠參與M2極化調(diào)控的重要轉(zhuǎn)錄因子,而MiR-125b可以下調(diào)IRF4表達(dá),因此,MiR-125b可能抑制巨噬細(xì)胞M2極化。

3 MicroRNA影響小膠質(zhì)細(xì)胞極化的重要性

在多種系統(tǒng)疾病中,神經(jīng)炎癥反應(yīng)都發(fā)揮重要作用,在中樞炎癥反應(yīng)中,小膠質(zhì)細(xì)胞居于核心地位。如：多發(fā)性硬化癥是一種自身免疫性中樞神經(jīng)系統(tǒng)脫髓鞘疾病,發(fā)病初期的神經(jīng)癥狀表現(xiàn)為復(fù)發(fā)和緩解過(guò)程。目前,在MS的發(fā)生和發(fā)展中,小膠質(zhì)細(xì)胞極化具有重要作用。在MS及其動(dòng)物模型試驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓膜炎的發(fā)病總,小膠質(zhì)細(xì)胞存在明顯的時(shí)空差異。在大鼠急性FAE模型中,在疾病發(fā)病期和高峰期,M1極化小膠質(zhì)細(xì)胞比例明顯上調(diào),疾病恢復(fù)期, M2細(xì)胞比例上升,M1細(xì)胞比例下調(diào)。由于病灶在髓鞘化障礙的重要原因,MS患者慢性非活動(dòng)性病灶中M2型小膠質(zhì)細(xì)胞缺失。另外,通過(guò)分泌促炎和毒性因子,M1極化小膠質(zhì)細(xì)胞會(huì)導(dǎo)致軸突變損。其次,通過(guò)靶向激活p38MAPK等依賴(lài)性信號(hào)通路,半乳糖凝集素抑制iNOS等下游促炎型介質(zhì)的表達(dá),從而促進(jìn)M2極化,抑制小膠質(zhì)細(xì)胞M1極化。在EAE模型中,移植分泌Ga11的星形膠質(zhì)細(xì)胞等可以抑制EAE發(fā)病,Ga11的表達(dá)將導(dǎo)致炎癥誘導(dǎo)的神經(jīng)退變加重。研究表明MS患者外周血單核細(xì)胞和中樞小膠質(zhì)細(xì)胞中miR-155表達(dá)明顯上調(diào),可以刺進(jìn)人MDM和M1型極化。另外,通過(guò)miRNA改變小膠質(zhì)細(xì)胞極化狀態(tài),也可以顯著影響MS動(dòng)物模型發(fā)病的嚴(yán)重程度。體內(nèi)注射miR-124過(guò)表達(dá)病毒可以抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥反應(yīng),有效減緩EAE的進(jìn)展。

而肌萎縮側(cè)索硬化癥發(fā)病機(jī)制尚未明確,是以選擇性運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元變形丟失,進(jìn)行性癱瘓為特征的慢性致死性神經(jīng)退行性疾病。在ALS的發(fā)生和發(fā)展中,運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元損傷區(qū)激活的小膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)揮著重要作用,疾病早期,以M2型極化的小膠質(zhì)細(xì)胞占優(yōu)勢(shì),進(jìn)展期以M1型居多,ALS小鼠的小膠質(zhì)細(xì)胞中特異性表達(dá)的很多miRNAs,并且通過(guò)反復(fù)注射LPS可以增加ALS小鼠中樞M1型小膠質(zhì)細(xì)胞的比例。如：miR-155、miR-21等都可以促進(jìn)炎癥反應(yīng)和M1型極化。

［1］楊蘊(yùn)天，福泉.PrP105-132作用下體外小膠質(zhì)細(xì)胞分泌IL-8及可能產(chǎn)生途徑［J］.中國(guó)人獸共患病學(xué)報(bào)，2015（11）.

［2］李小媚，李?lèi)?ài)萍.小膠質(zhì)細(xì)胞的發(fā)育和功能［J］.解剖學(xué)研究，2010（03）.

［3］李慧泉，陳聰，婁繪芳，段樹(shù)民.小膠質(zhì)細(xì)胞在腦中的生理功能［J］.生命科學(xué)，2014（06）.

R741

A

1674-2060（2016）03-0132-01

王洪超（1984—），男，云南賓川人，本科，執(zhí)業(yè)醫(yī)師，主要研究方向：解剖學(xué)臨床研究。趙亦慢（1989—），男，瑤族，云南廣南人，本科，護(hù)士資格證，研究方向：解剖學(xué)臨床研究。