李文英, 廖湘平

(1.南華大學，湖南 衡陽 421001； 2.南華大學附屬郴州醫(yī)院腎內科,湖南 郴州 423000)

系統(tǒng)性紅斑狼瘡(Systemic lupus erythematosus,SLE)是一種慢性特異性自身免疫性疾病，其主要特點是多種致病性自身抗體形成、補體激活及免疫復合物沉積。自身抗體和免疫細胞攻擊正常組織，導致包括腎臟、皮膚、關節(jié)、中樞神經系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)在內的多種器官的損傷。SLE血清中存在大量以抗核抗體為主的自身抗體，其形成的免疫復合物中的核酸可被細胞Fcγ受體結合后運送至內體Toll受體(Toll-like receptors，TLR)，這種異常遞送可能激活異常的抗病毒免疫，通過聯(lián)級放大作用，產生大量IFN-α，致使炎癥加重[1]。在上述過程中,IRF5發(fā)揮了重要作用。IRF5是參與調節(jié)先天性免疫應答、免疫細胞發(fā)育和腫瘤發(fā)生的IRF家族的成員之一(共有10個成員IRF1-IRF9及vIRF)。大量研究表明IRF5多態(tài)性與一系列人類自身免疫性疾病(包括系統(tǒng)性紅斑狼瘡、硬皮病，類風濕性關節(jié)炎，潰瘍性結腸炎)的發(fā)病風險有關。近年來，IRF5在調控神經病理性疼痛，心血管疾病，同種異體排斥反應和代謝功能障礙等方面的作用也受到了關注。大量研究表明SLE患者中IRF5表達異常，推測IRF5通過影響多種免疫細胞的活性和(或)功能控制免疫反應而使機體致病。本文將重點闡述IRF5與SLE的相關性及IRF5在樹突狀細胞、淋巴細胞、單核細胞-巨噬細胞等多種免疫細胞中的作用。

1 IRF5和TLR信號通路

IRF5是IRF家族的成員之一，主要通過TLR信號途徑參與免疫應答(圖1)，常見的TLR是位于胞質的TLR7、TLR8和TLR9。TLR7、TLR8識別ssDNA細菌和ssRNA病毒,TLR9識別dsDNA病毒或細菌中的DNACpG基序，這些配體與系統(tǒng)性紅斑狼瘡中的抗核抗體及含有這些抗體的免疫復合物的識別相關。據報道，來自SLE患者外周血單個核細胞中TLR7、TLR9的mRNA表達上調，且其水平與IFN-a的表達相關。識別上述配體后，通過信號中間體MyD88激活IRF5并啟動信號傳導。作為具有Toll/白介素1結構域的銜接蛋白，MyD88募集了白介素1受體相關激酶(IRAK-4)[2]。IRAK-4結合并磷酸化IRAK-1或IRAK-2，后者又募集腫瘤壞死因子受體相關因子6(TRAF6)。TRAF6是E3泛素連接酶，與IFR5相互作用并將K63-Ub鏈添加至IRF5使其泛素化。以上這些事件為IRF5核轉位奠定了基礎，但這種泛素化作用仍不夠，所以還需要IκB激酶β(IKKβ)磷酸化調節(jié)IRF5蛋白表達和活性。相比IKKβ誘導IRF5磷酸化促進IRF5的活化，IKKa誘導IRF5磷酸化可能抑制TRAF6介導的IRF5泛素化，從而起反作用?；罨腎RF5經歷同型二聚體形成和核轉位，然后與編碼IFN-a和其他促炎因子的基因的特定序列結合，從而誘導這些基因的轉錄[3]。更高的IRF5活性可以誘導豐富的IFN-a和促炎因子，這可能促使狼瘡疾病的發(fā)生與發(fā)展。

圖1 IRF5參與免疫應答的TLR信號途徑

2 IRF5基因結構

IRF5的激活不僅受不同酶的調控，其基因表達也很復雜。IRF5基因染色體7q32上，由50個非翻譯區(qū)(UTR)中的8個編碼外顯子和4個非編碼第一外顯子(1a,1b,1c，1d)組成。外顯子1c啟動子含有干擾素刺激響應元件(ISRE)通過形成STAT1/2-IRF9復合物(干擾素刺激的基因因子3，ISGF3)對I型IFN響應[4]。4個非編碼第一外顯子啟動子均位于外顯子2中的ATG翻譯起始密碼子，均有3個轉錄起始位點，因此，經不同剪接可產生9個IRF5轉錄異構體(v1-v9)，已經證明不同轉錄異構體在不同細胞類型中差異性表達。選擇性剪接產生的大量新型IRF5同種型在SLE患者中特異性表達，意味著其可以作為自身免疫性疾病的生物標志物。具有不同細胞特異性表達、功能和活性的幾種IRF5轉錄異構體也可因外顯子6的插入/缺失發(fā)生選擇性剪接而產生[5]。外顯子6中30 bp框內缺失形成的indel-10具有啟動IRF5靶基因轉錄的獨特能力。外顯子6中插入48 bp后稱為剪接變體SV-16，這一突變與IRF5-v1和IRF5-v5的轉錄有關，且可促進細胞凋亡和細胞因子釋放。然而，indel-10共表達可以中和SV-16的這些作用[5]。IRF5還具有一個CpG島，包括轉錄因子Sp1的結合位點?；钚訡GI啟動子通常富含Sp1結合位點，因為Sp1的DNA結合反過來可以將RNA聚合酶II和TATA結合蛋白吸引到該區(qū)域，即使在沒有TATA盒的情況下也能促進轉錄[4]。CGI區(qū)域富含非甲基化GC，與轉錄起始相關，因而外顯子1a的轉錄物高表達，所以CpG島甲基化，可能導致IRF5基因沉默。

3 IRF5基因多態(tài)性與SLE

IRF5基因多態(tài)性一直是研究的熱點，全基因組關聯(lián)研究(GWAS)證實，IRF5風險單倍體與SLE易感性呈顯著性相關。不同人群中SLE表型有所差異，這可能是IRF5單核苷酸多態(tài)性(SNP)在不同遺傳背景下的表達結果。最初在歐洲血統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)IRF5中的三種變異基因型(rs2004640、rs10954213和rs77571059)與SLE風險增加有關[6]。目前，研究發(fā)現(xiàn)IRF5 NSP中與SLE易感性關聯(lián)最緊密的主要是rs2004640單倍體。最新的一項Meta分析[7]指出目前的研究表明攜帶rs2004640 t等位基因的個體與SLE的高風險相關，IRF5 rs2004640多態(tài)性與SLE易感性相關。

rs10954213多態(tài)性在SLE中也起著特殊的作用。對IRF5和SLE中rs10954213的多分形關系進行了11項研究，結果表明IRF5中rs10954213和TCA單倍型(rs2004640-rs2070197r-rs10954213)等位基因與不同種族的SLE患病風險增加有關。此外，rs10954213被證明對復發(fā)性妊娠損失(RPL)具有保護作用[8]。在克里特人群中也驗證了IRF5可以通過IFN水平升高來調節(jié)SLE的風險[9]。Hammad等[10]在埃及兒童中首次研究了IRF5多態(tài)性研究，發(fā)現(xiàn)rs10954213，rs2004640和rs2280714、rs2004640 T等位基因及TT基因型和GTA單體型可作為埃及兒童SLE發(fā)生的危險因素，rs2004640 T等位基因的存在增加了埃及SLE兒童腎炎發(fā)展的風險。雖然GWAS已經檢測到許多SLE易感基因，但在不同的種群中IRF5 SNP與SLE的遺傳關聯(lián)存在許多差異，繼續(xù)研究SLE在多人群中的遺傳基礎仍是重要且有必要的。

4 IRF5在免疫細胞中的作用

4.1 樹突狀細胞中的作用

在病毒感染的早期反應中，大多數(shù)免疫細胞都能產生Ⅰ型干擾素，漿細胞樣樹突狀細胞(pDC)是最主要的生產者。而且IRF5在pDC中高度表達并參與促炎細胞因子和趨化因子的產生，尤其是TNF和IL-6。Steinhagen[11]使用RNA干擾技術，明確IRF5和IRF8作為正面和負面調控因子在pDC產生干擾素和細胞因子的誘導機制中發(fā)揮了關鍵作用:TLR9 TLR激活的CAL-1 pDC細胞系(功能上類似于原代人類pDC)中，IRF-5在MyD88/TRAF6(泛素連接酶)依賴性誘導IFN-β和IL-6的誘導中發(fā)揮關鍵作用。CAL-1 pDC細胞系是研究pDC信號通路的重要工具，但Steinhagen的實驗結果可能是因細胞惡性轉化引起的供體特異性效應和異常，隨后通過測序證實存在CAL-1細胞中的IRF8基因不含有突變[12]。與此同時，證明了IRF5在上調人類pDC的絕大多數(shù)基因中發(fā)揮關鍵作用，而且IRF8是通過與IRF5的直接相互作用起到制動作用。MyD88依賴性IRF5通過調節(jié)CCL19/CCL21來促進pDC向腹膜遷移。與野生型B6小鼠相比，用Pristane處理的IRF5-/小鼠的腹膜腔中pDC的數(shù)量顯著減少，說明在缺乏IRF5的情況下MRL/lpr小鼠的炎性細胞因子和趨化因子的產生受到了抑制，干擾素水平有所下降，MRL/lpr小鼠類SLE癥狀也得到緩解。經IFNβ預處理的FL-DC(從在fms樣酪氨酸激酶3配體中培養(yǎng)的BM細胞獲得的DC)中的LPS誘導的IFNα合成依賴于TLR4、TRIF(Toll/IL-1受體含有結構域的銜接蛋白誘導IFNβ)和MyD88通路，強調IRF5參與Flt-3L DC產生的TLR9誘導的IFN-α和IFN-β產生。此外，來自DOCK2-/-小鼠的漿細胞樣樹突狀細胞(pDC)對于TLR7和TLR9配體的應答產生IFN-α和IFN-β的能力受損，通過逆轉錄病毒轉導的DOCK2的異位表達恢復了pDC的發(fā)育。因此，DOCK2基因突變可導致pDC產生Ⅰ型干擾素的能力下降和免疫應答減弱。

4.2 IRF5在巨噬細胞中的作用

IRF5是巨噬細胞極化的關鍵調節(jié)因子。除了源自骨髓中產生的單核細胞的巨噬細胞之外，不同來源的組織巨噬細胞也可能在炎癥中發(fā)揮關鍵作用，有動物實驗表明在顯著激活的巨噬細胞和其它髓系細胞大量浸潤到淋巴組織和腎臟中,啟動和促進適應性免疫應答,從而導致SLE的發(fā)生[13]。巨噬細胞根據不同病原體的不同反應可以分為不同的亞型：M1和M2巨噬細胞，M1巨噬細胞是具有更強的侵襲性表型，可以介導有效的炎癥反應，M2巨噬細胞介導較少的溫和的炎癥反應并促進細胞增殖和組織修復。SLE特征之一就是表現(xiàn)為不可控的炎癥反應，M1巨噬細胞在疾病發(fā)病機制中起重要作用。不同的巨噬細胞亞型不僅以細胞因子釋放的差異為特征，而且顯示關鍵轉錄因子的差異表達。IRF5被證明是涉及促炎性M1巨噬細胞極化的主要調節(jié)因子[14]，其表達也在巨噬細胞分化過程中被誘導。IRF5激活巨噬細胞誘導促炎性細胞因子的表達，如IL-6，IL-12b和IL-23a，同時抑制抗炎細胞因子如IL-10的轉錄，IRF5通過調控細胞因子譜影響M1巨噬細胞極化。IRF5作為M1巨噬細胞表型分化的主要調節(jié)劑并通過促進炎性細胞因子，趨化因子和共刺激分子的轉錄激活，導致效應性T細胞應答效率的提高。在急性胰腺炎(SAP)小鼠模型及糖尿病大鼠模型中也證實了IRF5在巨噬細胞極化中的關鍵作用。

4.3 IRF5在B淋巴細胞中的作用

IRF5在B細胞成熟、分化和抗體類別轉換過程中發(fā)揮重要作用。GWAS已經鑒定了人類基因組中的IRF5和PRDM1等狼瘡易感基因。瘡樣小鼠中,IRF5被TBK1和MyD88激活形成同源二聚體，激活的IRF5誘導PRDM1基因的轉錄生成B淋巴細胞誘導成熟蛋白-1(Blimp-1)[15]。Blimp-1是維持抗原特異性免疫反應的重要轉錄因子。在分子水平，IRF5通過調節(jié)Blimp-1的表達部分促進B細胞成熟，促進SLE的發(fā)生與發(fā)展。在小鼠中，IgG2a和IgGb亞類自身抗體被認為是致病性最強的，在人類中，鼠IgG2a和IgG2b同種型被認為分別對應于IgG1和IgG3。與其鼠類相似，IgG1和IgG3是SLE患者中最主要的自身抗體亞型。在不同生物體內，特定類型的抗體引起SLE的臨床表現(xiàn)，如免疫復合物沉積引起的狼瘡性腎炎和補體激活介導的炎癥。IRF5可能影響SLE中漿細胞抗體類別轉換,使IgG抗體分泌增多而其他類型如IgM減少。IRF-5-Ikaros軸是IgG2a/c類別轉換的關鍵調節(jié)劑。在正常小鼠的B細胞發(fā)育中，IRF-8激活ikzf1啟動子而促進Ikaro轉錄，繼而抑制IgGa/c基因座，而依賴于MyD88表達的IRF-5抑制IRF-8介導的IKaro轉錄，間接控制了IgG向更易致病的IgG2a和IgG2b亞型類別轉換[16]。此外，Ikaros通過促進自身反應性B細胞失能和抑制TLR信號，起到了保護機體自身免疫的作用，從而抑制狼瘡的發(fā)生發(fā)展。

在小鼠紅斑狼瘡模型中，IRF5缺陷在疾病發(fā)病機制中具有重要作用。IRF5缺陷小鼠中常具有胞質分裂素2(DOCK2)基因突變，同時由于DOCK2分子具有調節(jié)淋巴細胞運輸和Toll樣受體信號傳導作用，這提高了由于IRF5缺陷引起的小鼠狼瘡模型中的某些保護作用反而是由于DOCK2缺陷引起的可能性。因此，很多研究分析了缺乏DOCK2突變的混雜效應的情況下IRF5對B細胞發(fā)育、分化中的作用。Yasuda等[17]研究發(fā)現(xiàn)在不具有DOCK2突變的MRL/lpr狼瘡小鼠中抗核抗體和抗dsDNA自身抗體滴度較低，補體固定，IgG同種型IgG2a，IgG2b和IgG3水平較低，腎臟累積較輕，生存率大大提高，說明IRF5可獨立于DOCK2突變發(fā)揮重要作用。無論有沒有DOCK2突變，在含有RNA的免疫復合物激活TLR7和/或通過合成配體激活TLR7和TLR9后，小鼠B細胞或DC產生IFN-α，IFN-β和IL-6的機制中，IRF5都是必不可少的，而且IRF5是從成熟B細胞向漿細胞轉變所需的。

4.4 IRF5在T淋巴細胞中的作用

SLE的特點是B細胞和T細胞對自身抗原失去耐受，導致自身抗體的產生和活性細胞因子的干擾。異常的T細胞幫助自身反應的B細胞，使靶器官損害。一個描述SLE細胞因子譜的研究中發(fā)現(xiàn)，活動性SLE患者中的IL-6,IL-12,IL-17,IFN-γ和IL-10水平顯著高于健康對照組,而IL-4在系統(tǒng)性紅斑狼瘡較低，Th1/Th2和Th17+Th1/Th2細胞比率上升[18]。在非自身免疫性環(huán)境中，IRF5被證明在Th1免疫反應的發(fā)展中起著關鍵作用，在小鼠中敲除IRF5基因可以減少T細胞轉移性結腸炎模型中的腸道炎癥，減少Th1和Th17，增加Th2細胞因子[19]。在TH1驅動的體內疾病模型中觀察到，IRF5缺陷小鼠癥狀相對IRF5正常小鼠明顯減輕。另外，人巨噬細胞中IRF5的過度表達促進了IL-6，IL-12和IL-23p19的轉錄，導致共培養(yǎng)的人CD4+T細胞中IFN-γ和IL-17的表達增加，促進T淋巴細胞的增殖和活化，并驅使它們朝向TH1或TH17表型分化[20]。綜上，IRF5可調節(jié)關鍵促炎因子影響Th1、Th17細胞的增殖與分化。因此，IRF5可通過影響T淋巴細胞增殖、分化在SLE的發(fā)生、發(fā)展中起作用。

5 總 結

綜上所述，IRF5風險單倍體與SLE易感性相關已經得到了證實，此外，IRF5還與其他的一系列人類自身免疫性疾病的風險增加有關。IRF5對體內多種免疫細胞的活性與功能都有重要的調節(jié)功能，還需進一步研究IRF5及其蛋白質的功能與SLE患者的疾病狀態(tài)之間的關系?？傊私釯RF5相關作用機制，將有利于IRF5作為靶點治療SLE或其他有關的自身免疫性疾病。