雷艷婷 李兆瀛 孫 博 汪嘉麒 李呼倫

(哈爾濱醫(yī)科大學，哈爾濱 150081)

固有免疫系統和適應性免疫系統由多種免疫細胞組成，共同保護宿主免受病原微生物侵害。免疫細胞的激活受基因表達的動態(tài)變化影響，基因產物在對抗病原微生物、修復啟動、終止炎癥反應等過程中發(fā)揮作用。長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，LncRNA)分子與多種免疫細胞的功能相關，大多數LncRNA分子需要與1個或多個RNA結合蛋白(RNA-binding protein，RBP)形成復合物發(fā)揮調節(jié)作用。本文對LncRNA分子和RBP在免疫過程中的調節(jié)功能進行綜述。

1 LncRNA和RBP概述

1.1LncRNA簡介 LncRNA是長度大于200個核苷酸、缺少開放閱讀框架且無蛋白編碼能力的內源性RNA分子。GENCODE數據庫(version 29)顯示，人類基因組中有蛋白編碼基因19 940個，LncRNA基因16 066個，LncRNA轉錄本29 566個，且LncRNA基因數量仍在增加[1]。

LncRNA分子可在不同的細胞發(fā)育過程及多個水平執(zhí)行調控功能，其失調可引發(fā)多種疾病[2]。LncRNA分子定位不同，發(fā)揮作用的機制亦不相同，目前僅有小部分LncRNA分子功能被明確闡述。LncRNA不同亞細胞定位具有不同的調控機制，核定位的LncRNA以多種模式調節(jié)基因表達，可作為信號分子調節(jié)轉錄因子活性，也可作為誘餌競爭性與轉錄因子或RBP結合，間接調控目標基因轉錄，還可作為支架分子，通過分子自身的多個結構域結合不同蛋白分子或作為復合體裝配的中心平臺，在同一位置同時結合多個效應組件而發(fā)揮調節(jié)作用。LncRNA也可作為引導分子，將轉錄因子或RBP引導至特定的靶點以激活或阻遏轉錄，并誘導染色體彎曲以加強增強子與啟動子區(qū)域的關聯。細胞質中存在的LncRNA分子可發(fā)揮穩(wěn)定核糖核蛋白復合物、調節(jié)mRNA穩(wěn)定性的作用，或作為競爭性內源RNA競爭性結合miRNA，調節(jié)翻譯過程[3]。

1.2RBP簡介 RBP是指直接與RNA結合的蛋白質的總稱。直接與RNA結合的區(qū)域稱為RNA結合區(qū)域(RNA-binding domain，RBD)，RBP通常包括1個或多個RBD，根據RBD的結構和功能可分為RNA識別基序(RNA recognition motif,RRM)、DEAD 基序(DEAD motif)、K同源結合域(K-homology domain)、Sm結合域、富含精氨酸和甘氨酸的區(qū)域(arginine-glycine-rich domain，RGG)、鋅指蛋白結合域及雙鏈RNA結合基序(double-stranded RNA-binding motif,DSRM)等[4]。類型豐富的RBD組成了數以千計的RBP，通過與不同類型的轉錄本結合，豐富細胞內RNA的調節(jié)方式。

細胞中的RNA與RBP相互作用形成核糖核蛋白(RNP)復合物，在RNA的合成、轉運、穩(wěn)定性、翻譯和細胞定位等方面發(fā)揮重要作用[5]。因此研究LncRNA分子和RBP的互相作用機制是揭開其神秘面紗的關鍵。

2 LncRNA和RBP與免疫調節(jié)

免疫系統精密而復雜，多種免疫細胞共同應對病原體感染，促進免疫激活。近10年研究表明LncRNA分子通過與DNA、RNA和蛋白質相互作用參與免疫調節(jié)，大部分LncRNA分子通過與RBP結合發(fā)揮免疫調節(jié)作用。本文從LncRNA分子與RBP的發(fā)展趨勢、RBP的屬性和兩者發(fā)揮的免疫調節(jié)功能3方面梳理LncRNA分子與RBP在免疫調節(jié)過程中的研究進展，有助于了解LncRNA分子和RBP在免疫細胞中的研究現狀，為探索LncRNA分子的作用機制和生物學功能提供參考。

2.1LncRNA與RBP的發(fā)展趨勢 LncRNA分子一度被認為是“垃圾RNA”和轉錄“噪音”，但研究發(fā)現LncRNA分子也像蛋白編碼基因一樣，參與免疫系統多種生物學過程，包括細胞增殖、分化、凋亡、發(fā)育和免疫應答[6，7]。

近10年研究已闡明LncRNA分子和RBP參與免疫調節(jié)的作用機制。2015年前發(fā)現的RBP種類較為單一，對其參與免疫調節(jié)功能的認識也較為局限，2016年后被發(fā)現的RBP種類逐漸豐富，參與免疫調節(jié)的功能更加多樣化，同時發(fā)現兩者參與的信號通路逐漸增多，為闡明LncRNA分子和RBP參與免疫系統的調節(jié)機制做出重要貢獻(圖1)。

圖1 免疫系統中不同屬性來源的LncRNA結合蛋白數量統計圖Fig.1 Statistics of LncRNA binding proteins numbers from different attributes in immune system

2.2RBP的屬性分類 多種已知蛋白質分子可與LncRNA結合。根據RBP不同的屬性來源，可將其分為轉錄因子、核不均一核糖核蛋白、組蛋白修飾酶、染色質重塑復合物、受體和其他酶類，RBP屬性不同，LncRNA分子結合后發(fā)揮的免疫調節(jié)作用機制也不同。

轉錄因子可與LncRNA相結合參與免疫應答，異質核糖核蛋白、組蛋白修飾酶和染色質重塑復合物亦可與LncRNA分子結合參與免疫調節(jié)。多種酶和受體也可作為RBP參與免疫調節(jié)，與LncRNA協同發(fā)揮免疫調節(jié)作用(表1)。目前免疫相關的LncRNA分子數量仍在增加，與其結合的RBP屬性分類也逐漸細化，因此本文對于RBP屬性來源進行梳理和歸納，為未來LncRNA-RBP復合體研究提供方向。

2.3LncRNA和RBP的免疫調節(jié)功能 為響應不同的外界刺激(微生物、細胞因子或內源性危險信號等)，LncRNA分子與RBP形成調節(jié)性復合體，促進或抑制編碼基因表達并調節(jié)免疫細胞系發(fā)育過程，實現對免疫系統的精確調控。本文梳理了近10年免疫系統中LncRNA-RBP復合體的研究成果，發(fā)現基因變化的產物參與免疫調節(jié)的多個過程，包括免疫細胞增殖、分化、凋亡、發(fā)育和免疫應答，證明LncRNA分子和RBP在免疫調節(jié)中的重要性(表2)。

2.3.1LncRNA分子和RBP調節(jié)免疫細胞分化 LncRNA分子和RBP在免疫細胞分化過程中具有重要作用。CD4+T細胞可分化為效應性T細胞，在適應性免疫應答中起關鍵作用。NeST是Th1特異性lincRNA，位于IFN-γ編碼基因附近，可通過結合組蛋白修飾酶WDR5順式調節(jié)IFN-γ基因表達誘導Th1細胞分化[11]。Ranzani等[17]研究表明Linc-MAF-4可招募組蛋白修飾酶EZH2和LSD1至Th2特異性轉錄因子MAF的啟動子處并抑制其轉錄，從而影響naive CD4+T細胞極化至Th2細胞的過程。此外，Xia等[26]研究發(fā)現lnc-Smad3與組蛋白去乙?；窰DAC1結合，抑制Smad3轉錄并影響Foxp3表達，干擾Treg細胞分化。上述研究表明LncRNA分子可與組蛋白修飾酶來源的RBPs協同調節(jié)細胞因子和轉錄因子的表達影響T細胞分化。LncRNA分子可通過調節(jié)免疫耐受影響腫瘤發(fā)生發(fā)展，lnc-EGFR與EGFR特異性結合阻斷EGFR與c-CBL相互作用和EGFR泛素化，促進Treg細胞分化，為肝癌治療提供潛在靶點[31]。LncRNA和RBP還可作用于DC和單核/巨噬細胞等參與固有免疫應答調節(jié)。Wang等[13]發(fā)現DC中特異性高表達的lnc-DC可通過結合轉錄因子STAT3阻止SHP-1對STAT3的去磷酸化，促進STAT3-酪氨酸705磷酸化調節(jié)單核細胞向DC分化。LncRNA- NTT在THP-1細胞中受單核細胞的關鍵轉錄因子C/EBPβ調控，通過hnRNPU與臨近基因PBOV1的啟動子結合，影響巨噬細胞分化[33]。

2.3.2LncRNA和RBP調節(jié)免疫細胞炎癥基因表達 為響應不同的外界刺激，LncRNA與RBP形成調節(jié)性復合體影響編碼基因表達以實現對免疫系統的精確調控。PACER作為巨噬細胞受LPS刺激后產生的LncRNA，可與NF-κB亞基p50結合，促進PTGS2轉錄和炎癥反應激活[12]。TNF-α和IL-1β刺激可促進LncRNA-Lethe表達，而LncRNA-Lethe結合NF-κB亞基RelA抑制NF-κB DNA結合活性和靶基因活化，從而抑制過度炎癥反應[9]。Li等[14]研究發(fā)現THRIL與hnRNPL結合形成功能性復合物并通過反式作用結合TNF-α啟動子，調節(jié)TNF-α表達。NEAT1是調控核小體形成過程中起關鍵作用的LncRNA分子，可誘導剪切因子SFPQ核轉位使其離開CXCL8啟動子結合區(qū)域而進入核旁小體，導致IL-8轉錄激活[15]。研究發(fā)現在病毒感染早期Lnczc3h7a可與泛素連接酶TRIM25和活化的視黃酸誘導基因蛋白-Ⅰ(RIG-Ⅰ)結合，促進TRIM25介導的RIG-Ⅰ參與的K63連鎖泛素化，使Ⅰ型干擾素產生增加并調節(jié)抗病毒先天免疫反應[36]。而宿主來源、Ⅰ型干擾素誘導產生的Lnc-Lsm3b可作為誘餌分子與病毒RNA競爭性結合RIG-Ⅰ單體，限制RIG-Ⅰ蛋白構象轉移，阻止下游信號傳遞，終止IFNs過度產生，在免疫應答晚期發(fā)揮負反饋調節(jié)作用[24]。

表1 免疫系統中LncRNA結合蛋白的屬性分類

表2 LncRNA和RBP在免疫細胞中的免疫調節(jié)功能

3 總結與展望

LncRNA分子和RBP在多種細胞的免疫應答中具有重要調控功能。近年研究雖取得較大進展，但兩者作用機制復雜，尚有多種作用機制未被明確闡明，且目前研究具有局限性，LncRNA物種間的差異亦導致目前研究缺陷。因此，將功能性LncRNA分子和RBP整合于自身免疫系統，深入研究兩者的作用機制，探討不同物種間LncRNA-RBP復合物的作用機制差異，可加深對疾病發(fā)生發(fā)展的認識，為自身免疫性疾病的預防、診斷和治療提供新的思路和方案。