李曉可,鄒榮鑫,黃海燕,應 穎,陳 勇*
(1.寧波大學 醫(yī)學院,浙江 寧波 315211;2.寧波市第二醫(yī)院 風濕免疫科,浙江 寧波 315010)
表觀遺傳學最初是在19世紀40年代由Conrad Waddington提出的概念,目前表觀遺傳學是指在不改變核苷酸序列的情況下,通過基因修飾使基因表達水平發(fā)生改變,從而產生可遺傳的表型。主要包括組蛋白修飾、染色體重塑、染色體失活及RNA編輯等。組蛋白乙?;潜碛^遺傳學中的重要機制之一。組蛋白N端賴氨酸殘基在組蛋白乙?;?histone acetylases,HATs)的作用下結合乙?;?,使組蛋白所帶的負電荷增加,導致其與同樣帶負電荷的DNA作用力減弱,DNA易于解聚,有利于基因的轉錄;相反地,組蛋白在去乙?;?histone deacetylases,HDACs)的作用下解離乙酰基,使染色質結構緊密,從而抑制基因的轉錄。HDACs可根據(jù)它們的結構、功能、定位和表達分為4類(class Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)。目前研究發(fā)現(xiàn),組蛋白乙?;跋嚓P酶在多種疾病中發(fā)揮著重要作用。組蛋白低乙?;梢鸲喾N腫瘤的發(fā)生;組蛋白乙?;€可影響哮喘的發(fā)病以及慢性阻塞性肺病對糖皮質激素的反應,與糖尿病的發(fā)病有密切關系;同時,組蛋白乙酰化也參與風濕免疫疾病的發(fā)生發(fā)展[1- 3]。
系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus,SLE)是一種多系統(tǒng)損害的慢性自身免疫性疾病。主要病理改變?yōu)檠仔苑磻脱墚惓?,可引起皮膚、關節(jié)、漿膜、心臟、腎臟、神經(jīng)系統(tǒng)和血液系統(tǒng)等多系統(tǒng)損害。系統(tǒng)性紅斑狼瘡在青年女性中發(fā)病率較高,男女比例約為1∶9。系統(tǒng)性紅斑狼瘡的發(fā)病機制尚不明確。但目前認為多種基因和環(huán)境因素對其發(fā)病和疾病的進展相關[4]。CD4+T細胞可影響自身抗體的產生和系統(tǒng)性紅斑狼瘡的發(fā)病及疾病活動度[5]。在SLE患者的CD4+T細胞中,組蛋白H3和H4普遍為去乙酰化狀態(tài)。麥考酚酸(mycophenolic acid,MPA)可通過調控SLE患者CD4+T細胞中HATs和HDACs的表達而增加組蛋白H3及H4乙?;乃?;同時,可以作用于CD40L啟動子上H4的乙酰化來抑制CD40L的表達[6],從而抑制機體免疫功能。而在SLE患者的單核細胞中,組蛋白H4的乙?;捷^正常人明顯升高(179種基因中的組蛋白H4乙酰化水平均升高)[7];同時,研究發(fā)現(xiàn)4種組蛋白H4中的賴氨酸殘基K5、K8、K12以及K16均增高[8]。單核細胞中組蛋白H4乙?;捎绊慖FNα、 NF-κB和MAP激酶途徑[7],組蛋白H4乙?;质躀FNα及IRF1等細胞因子的調控[7- 8],可能通過此途徑參與SLE的炎性反應。狼瘡性腎炎患者血漿中HDAC含量及活動期患者HAT低于正常人群,與IL- 6和IFN-γ呈負相關,HAT和HDAC可能影響IL- 6和IFN-γ等細胞因子水平,參與狼瘡性腎炎的發(fā)病[9]。SLE患者組蛋白H4高乙?;梢约铀倮钳徥蠹膊〉倪M展,加重蛋白尿和皮膚損傷,增加腎小球免疫球蛋白的沉積,同時增加病死亡率。在高乙?;慕M蛋白的機體中,骨髓源性的樹突狀細胞分泌的CD40、CD86、IL- 6和TNFα增加,同時分泌IL- 2增加[10],可能促進T細胞的生成。組蛋白H4中賴氨酸8、12和16以及組蛋白H2B中賴氨酸12乙?;皆黾拥腟LE患者,疾病活動度增加;而在SLE患者中,有狼瘡性腎病的患者組蛋白H4及H4賴氨酸殘基8、12和16乙酰化比例較未并發(fā)腎病的SLE患者更高,乙酰化的組蛋白H4中賴氨酸8、12和16在SLE患者中具有較高的敏感度及特異性,乙酰化的組蛋白H2B中賴氨酸12與狼瘡性腎病也具有相關性[11],可對早期狼瘡性腎病的發(fā)現(xiàn)提供一定幫助。
類風濕性關節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA)是以侵蝕性、對稱性多關節(jié)炎為主要臨床表現(xiàn)的慢性自身免疫疾病?;静±砀淖?yōu)榛ぱ缀脱苎?,可引起關節(jié)軟骨和骨破壞。目前發(fā)病機制尚不明確。活躍的前炎性因子如TNF、IL- 1α和IL- 6在滑膜炎的發(fā)病機制中至關重要;同時,可引起連鎖反應,在RA的發(fā)病及病程中起到重要作用。而組蛋白乙?;赏ㄟ^調控基因的轉錄從而調控前炎性因子的生成[12]。Sirtuin1(SIRT1)是Ⅲ類組蛋白去乙?;福ㄟ^調控基因的表達,參與前炎性細胞因子的調控。在RA患者的外周血單核細胞中,胞質內SIRT1活性較健康人明顯下降,且SIRT1水平與血清中細胞因子IL- 23水平呈正相關,與外周血單核細胞水平呈負相關[13],考慮SIRT1可能參與IL- 23生成及單核細胞凋亡的調控。許多研究發(fā)現(xiàn),成纖維樣滑膜細胞(fibroblast-like synoviocytes,F(xiàn)LS)在類風濕性關節(jié)炎發(fā)病機制中發(fā)揮著重要作用,近來認為是可治療RA的一個重要靶點。研究發(fā)現(xiàn),長期暴露于TNFα下,可降低FLS中組蛋白的水平,但FLS中剩余組蛋白的乙?;絽s升高[14],表明TNFα可能在基因水平參與RA的發(fā)病。在類風濕性關節(jié)炎滑膜成纖維細胞(rheumatoid arthritis synovial fibroblasts,RASFs)的IL- 6啟動子中,IL- 6的高表達與組蛋白H3乙?;咚较嚓P,組蛋白H3高乙?;梢餜ASFs中IL- 6生成增加,從而參與RA的發(fā)病[15]。同時,組蛋白乙酰化可能與RORγt的表達相關,在Th17分化細胞中,TNFα抑制劑可通過降低HATs(如p300、CBP及PCAF等)抑制H3和H4的乙?;M而抑制RORγt和mRNA的表達。TNFα抑制劑抑制與RORγt啟動子結合的上游轉錄因子NF-κB,并且與輔助活化劑CBP、P300及PCAF共同影響,調控HAT/HDAC活性及RORγt組蛋白乙?;痆16],進一步拓寬了對TNFα抑制劑在RA治療中免疫調節(jié)作用機制的認識。
系統(tǒng)性硬化癥(systemic sclerosis,SSc)是一種臨床上以彌漫性皮膚增厚和纖維化為特征,累及血管和廣泛結締組織的系統(tǒng)性自身免疫病,以30~50歲好發(fā),女性多見。B細胞在SSc發(fā)病機制中發(fā)揮著至關重要的作用。在SSc患者B細胞中組蛋白H4整體呈高乙?;遗cSSc的活動度呈正相關;與HDAC2的表達呈負相關[17]。SSc常有血管功能障礙,有研究發(fā)現(xiàn)HDAC5影響血管生成,與正常人相比,SSc患者血管內皮細胞中HDAC5升高,且發(fā)現(xiàn)HDAC5參與調節(jié)的基因如CYR61、PURL2和FSTL1參與血管生成和纖維化[18]。認為HDAC5在SSc患者血管內皮細胞中的高表達使上述基因去乙酰化,抑制基因轉錄及后續(xù)表達,從而促進血管內皮細胞的生成。又發(fā)現(xiàn),HDAC3中的SIRT1水平在SSc的皮膚活檢及纖維母細胞中均低于正常人,SIRT1還可調節(jié)細胞內乙酰轉移酶p300的含量[19],p300可增加組蛋白乙酰化的水平,從而認為HDAC3中的SIRT1參與組蛋白的乙?;?,影響SSc的發(fā)病和活動性。在SSc的內臟損害中,肺受累僅次于消化道受累,是SSc的主要死亡原因。研究發(fā)現(xiàn),在肺纖維化的SSc患者的外周血單核細胞中,SIRT1低于無肺纖維化的SSc患者;在體外培養(yǎng)的肺成纖維細胞中,SIRT1的活化或過度表達可以抑制TNF-α介導的炎性反應,也抑制膠原蛋白的生成,從而抑制纖維化的發(fā)生[20]。
近年來,表觀遺傳學,尤其組蛋白修飾在國內外研究中發(fā)展迅速,組蛋白甲基化、乙?;?、泛素化和磷酸化等參與風濕免疫疾病的發(fā)病及疾病進展。目前風濕免疫疾病的發(fā)病機制尚不明確,而組蛋白乙?;陲L濕免疫疾病中的調控機制尚不夠深入。在今后的研究中,可以對相關基因中組蛋白乙酰化水平變化、后續(xù)mRNA和蛋白質的表達、相關通路以及藥物對組蛋白乙?;挠绊戇M行進一步研究,這可能對更深入地了解風濕免疫疾病的發(fā)病機制起著重要作用,也對選擇制定更多的治療方案具有一定價值。