宋婷 趙倩雯 余嬌 梁梅 楊峻

【關(guān)鍵詞】 結(jié)核；microRNA；免疫調(diào)控

中圖分類號：R52?? 文獻標志碼：A?? DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2023.02.014

2020年，在全球范圍內(nèi)新增結(jié)核分枝桿菌（mycobacterium tuberculosis，MTB）的感染者約990萬人，其中我國新發(fā)病例84.2萬，位居世界第二。而且，2020年全球因結(jié)核感染導(dǎo)致死亡人數(shù)超過150萬，致死人數(shù)在單一病原體感染性疾病中僅次于新型冠狀病毒［1］。MTB感染后能夠?qū)C體免疫反應(yīng)進行調(diào)控，如吞噬、凋亡、自噬、炎癥、固有免疫反應(yīng)、MHC抗原表達與遞呈等，以確保其在宿主中長期存活［2］。miRNA即微小RNA（microRNA，miRNA），作為一類18～24個核苷酸長度的非編碼RNA，MTB感染后miRNA對機體免疫反應(yīng)的異常調(diào)控是MTB的重要免疫逃逸機制之一［3］。因此，對機體免疫狀態(tài)與MTB感染相互作用的分子機制進一步明確，對于結(jié)核病早期診療、預(yù)防意義重大，現(xiàn)就miRNA對結(jié)核免疫調(diào)控機制研究進展作一綜述。

1 miRNA在結(jié)核感染免疫調(diào)控過程中的作用機制

MTB在侵入機體后，菌體細胞壁中的甘露聚糖等抗原可被巨噬細胞表面受體識別并激活巨噬細胞、釋放腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）等炎癥因子，從而抑制MTB的生長和擴散。同時巨噬細胞通過遞呈抗原致敏T淋巴細胞，激活核轉(zhuǎn)錄因子κB（nuclearfactor-κB，NF-κB）相關(guān)信號通路，釋放炎癥因子，如γ-干擾素（interferon-γ，IFN-γ）、白細胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）等，進而誘導(dǎo)輔助性T細胞平衡形成及介導(dǎo)效應(yīng)T細胞的直接殺傷作用導(dǎo)致MTB清除［4］。

在感染期間，宿主細胞往往會觸發(fā)相應(yīng)機制如觸發(fā)凋亡途徑，誘導(dǎo)自噬，刺激IFN-γ和TNF-α分泌等，以激活宿主先天性和適應(yīng)性免疫及病原體清除。已有多項研究［5-7］通過miRNA的差異表達對MTB患者體內(nèi)miRNA表達與活動性結(jié)核感染間的關(guān)系進行了研究，結(jié)果證實MTB可以誘導(dǎo)或抑制miRNA表達，進而調(diào)節(jié)主要免疫細胞中相關(guān)基因表達，如巨噬細胞、DC、自然殺傷（NK）細胞和T細胞，以逃避免疫反應(yīng)。

2 miRNA對MTB感染患者免疫的調(diào)控

2.1 miR-155-5p抑制宿主固有免疫并促進MTB清除

miR-155-5p的過表達在MTB感染早期可以促進巨噬細胞存活并增強MTB在胞內(nèi)的復(fù)制，同時增強潛伏期MTB增長的控制［8］。在MTB感染期間，miR-155-5p的上調(diào)直接抑制巨噬細胞與T細胞中SHIP1的表達，進而激活PI3K/Akt信號通路導(dǎo)致活性氧產(chǎn)量增加，促進細胞凋亡［9］。ETNA等［10］的研究表明，miR-155-5p作為固有免疫的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，在感染MTB小鼠中的巨噬細胞和樹突狀細胞中表達上調(diào)。

2.2 miR-29a-3p靶向調(diào)控IFN-γ并在MTB感染中表達下調(diào)

CD4+T細胞分泌IFN-γ被認為是MTB感染的主要防御機制，付玉榮等［11］研究表明，在MTB胞內(nèi)感染期間，miR-29a-3p表達與IFN-γ呈負相關(guān)。實驗結(jié)果證實，IFN-γ mRNA是miR-29a-3p的直接靶標，并且miR-29a-3p通過靶向抑制IFN-γ對細胞內(nèi)病原體的免疫應(yīng)答，miR-29a-3p下調(diào)時，CD4+或CD8+T細胞中的IFN-γ mRNA水平較非感染組表達增高［12］。

2.3 miR-26a-5p靶向調(diào)控IFN-γ表達

miR-26a-5p和miR-132-3p可以減弱宿主免疫反應(yīng)和IFN-γ對巨噬細胞的活化，這兩種miRNA在MTB感染時上調(diào)，直接靶向轉(zhuǎn)錄共激活TAK1位點，進而增加IFN-γ表達［13］。然而，SAHU等人［14］的研究獲得了相反的結(jié)果，在MTB感染小鼠巨噬細胞研究中發(fā)現(xiàn)，miR-26a-5p過表達導(dǎo)致MTB在巨噬細胞的存活率下降，與轉(zhuǎn)錄因子KLF4的表達上調(diào)相關(guān)。KLF4可以產(chǎn)生精氨酸酶和抑制自噬，抑制MTB向溶酶體輸送，并驅(qū)動巨噬細胞向M2表型分化。

3 miRNA對炎癥信號通路的抑制

對MTB感染的抵抗需要增強機體免疫反應(yīng)，較低的炎癥反應(yīng)無法限制MTB增殖，但Th1細胞誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)過度反而會損害獲得性免疫反應(yīng)并傷及機體。因此，調(diào)節(jié)性T細胞作為免疫抑制細胞能夠平衡由Th1細胞介導(dǎo)的保護性及促炎性免疫應(yīng)答，其功能在結(jié)核免疫中至關(guān)重要［15］。

3.1 miR-21-5p在分枝桿菌感染中上調(diào)發(fā)揮抗炎作用

miR-21-5p的表達在MTB感染小鼠模型中獲得的肺巨噬細胞、樹突狀細胞中出現(xiàn)上調(diào)［16］，miR-21-5p通過靶向IL-12抑制宿主Th1反應(yīng)并促進DC通過靶向Bcl-2進行凋亡。HACKETT等［5］研究表明，巨噬細胞的結(jié)核分枝桿菌感染與抑制相關(guān)機體糖酵解有關(guān)，即miR-21-5p對磷酸果糖激酶（PFK-M）亞型的調(diào)控，MTB誘導(dǎo)上調(diào)miR-21-5p可逃避宿主的抗菌反應(yīng)，并確保細胞內(nèi)存活和復(fù)制。

3.2 let-7f在MTB感染時下調(diào)

let-7f 在MTB感染的巨噬細胞中表達下調(diào)，下調(diào)水平與MTB感染早期分泌的6-kDa蛋白（ESAT-6）調(diào)控相關(guān)，ESAT-6可以調(diào)節(jié)宿主的免疫反應(yīng)并促進MTB從吞噬體中逸出［17］。當let-7f水平增加時，MTB感染小鼠體內(nèi)脫泛素酶A20表達下調(diào)，通過降低NF-κB活性來減少促炎細胞因子、趨化因子和NO的生成，從而促進MTB的存活［18］。

3.3 miR-125b-5p抑制TNF-α的產(chǎn)生和自噬活化

結(jié)核分枝桿菌通過巨噬細胞結(jié)合脂甘露聚糖和ESAT-6誘導(dǎo)miR-155-5p低表達和miR-125b-5p高表達［19］。miR-125b-5p直接作用于靶基因TNFA，致使巨噬細胞生成TNF-α水平下調(diào)，減少宿主炎癥反應(yīng)，繼而通過抑制宿主固有免疫和自噬激活來免疫逃逸［20］。

3.4 miR-146a-5p靶向調(diào)控TNF受體相關(guān)因子6（TRAF6）

在體外和體內(nèi)實驗中均證實miR-146a-5p在MTB感染的巨噬細胞中上調(diào)，miR-146a-5p上調(diào)促進MTB的存活，而不影響吞噬作用［21］。miR-146a-5p靶向TRAF6，抑制NF-κB與絲裂原激活蛋白激酶信號通路，進而抑制NO合成酶（iNOS）表達并減少NO生成 ［22］。

3.5 miR-223-3p和miR-99b-5p在MTB感染時表達上調(diào)，降低炎癥反應(yīng)

研究證實［23］，miR-223-3p在小鼠血液及肺實質(zhì)的嗜中性粒細胞和巨噬細胞中高表達，調(diào)控TLR-2/MyD88/NF-kB誘導(dǎo)的信號通路并抑制促炎細胞因子生成，導(dǎo)致異常中性粒細胞增多和炎癥加重。miR-99b-5p在MTB感染的DC和巨噬細胞中明顯上調(diào)，能夠通過調(diào)控TNF-α的生成影響宿主免疫，抑制miR-99b-5p表達導(dǎo)致減少DC中的細菌生長和促炎細胞因子如IL-6、IL-12和IL-1β的上調(diào)［24］。

4 miRNA對MTB感染后吞噬體成熟和自噬的調(diào)控

抑制自噬是MTB的重要致病機制，可以以此逃避巨噬細胞的殺傷，確保在宿主體內(nèi)的長期生存［25］。MTB感染時，有多種miRNA可對自噬過程和吞噬溶解體成熟進行調(diào)控。

4.1 miR-33a-5p和miR-33b-5p靶向調(diào)控自噬效應(yīng)器

研究表明［26］，在MTB感染的巨噬細胞中miR-33a-5p和miR-33b-5p表達上調(diào)，共同靶向編碼脂質(zhì)體形成的多個基因（如ATG5、ATG12、LC3B和LAMP1）。脂質(zhì)體作為細胞內(nèi)MTB的營養(yǎng)來源，并能對自噬通路、溶酶體功能和脂肪酸氧化進行抑制。對巨噬細胞中miR-33表達沉默后，可以通過調(diào)控腺苷50單磷酸激活蛋白激酶（AMPK）自噬途徑增強MTB清除［27］。

4.2 miR-27a-5p下調(diào)銅信號傳導(dǎo)和自噬體形成

有研究表明［28］，活動性MTB感染患者及小鼠的巨噬細胞中miR-27a-5p呈高表達，其通過抑制自噬體形成促進MTB存活，敲除miR-27a-5p的小鼠較野生型小鼠在MTB感染過程中受到的組織學(xué)損傷和肺部炎癥浸潤更少。miR-27a-5p作用的靶基因為CACNA2D3，靶向此轉(zhuǎn)運通道可導(dǎo)致對Ca2+信號傳導(dǎo)的下調(diào)，從而抑制自噬體和異噬體的形成，進而促進MTB在細胞內(nèi)存活［28］。

4.3 miR-144-5p抑制吞噬體成熟和T細胞功能

miR-144-3p靶向調(diào)控DRAM2（DNA損傷調(diào)節(jié)自噬調(diào)節(jié)因子2）表達，DRAM2編碼跨膜溶酶體與自噬機制的關(guān)鍵成分相互作用的蛋白質(zhì)［29］。研究證實［30］，miR-144-5p在活動性結(jié)核病患者的血液、PBMC和痰液中過表達且其表達水平在抗結(jié)核治療后減少，miR-144-5p 過表達抑制T細胞分化并減少IFN-γ和TNF-α的分泌。

4.4 miR-155-5p增強自噬促進結(jié)核分枝桿菌的殺滅

在MTB感染患者的DC中，miR-155-5p靶向抑制E2-泛素樣偶聯(lián)酶ATG3，從而調(diào)控DC中的自噬，通過促進吞噬體成熟和自噬誘導(dǎo)抑制細胞內(nèi)分枝桿菌的存活［10］。

4.5 miR-889-5p在潛伏期MTB感染患者中表達上調(diào)抑制自噬

miR-889-5p靶向調(diào)控巨噬細胞和PBMC中的TNF樣細胞凋亡弱誘導(dǎo)劑（TWEAK），TWEAK誘導(dǎo)自噬并促進通過激活A(yù)MP的蛋白激酶實現(xiàn)自噬體成熟［31］。潛伏期MTB感染患者外循環(huán)中miR-889-5p水平顯著升高，并且在治療后水平下降，而進入潛伏期后，升高的miR-889-5p水平與TNF-α及肉芽腫形成/維持相關(guān)［31］。

5 miRNA調(diào)控巨噬細胞凋亡

MTB能夠抑制巨噬細胞凋亡并引發(fā)機體吞噬細胞壞死進而實現(xiàn)免疫逃逸，并延緩獲得性免疫反應(yīng)。當MTB從吞噬體逸出并擴散到巨噬細胞的細胞質(zhì)基質(zhì)時，導(dǎo)致細胞裂解和MTB細胞向外播散，進而感染周邊的其他巨噬細胞［2］。

5.1 miR-20b-5p在結(jié)核分枝桿菌感染中下調(diào)，抑制炎癥小體活化和促進細胞凋亡

miR-20b-5p的轉(zhuǎn)染誘導(dǎo)TB小鼠中巨噬細胞通過NLRP3/caspase-1/IL-1β途徑由M1分化至M2，這表明miR-20b-5p通過抑制細胞凋亡促進MTB在體內(nèi)存活［32］。在MTB感染小鼠模型中觀察到低miR-20b-5p表達及NLRP3/caspase-1/IL-1β途徑活化，而注射miR-20b-5p后可緩解炎癥反應(yīng)［33］。

5.2 miR-325-3p在MTB感染中上調(diào)，抑制細胞凋亡

miR-325-3p直接靶向調(diào)控巨噬細胞LNX1，LNX1編碼E3泛素絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶NEK6的連接酶。miR-325-3p在MTB感染小鼠巨噬細胞及MTB感染潛伏期患者中表達上調(diào)，miR-325-3p表達上調(diào)可抑制 LNX1表達，導(dǎo)致NEK6的積累，進而通過激活STAT3信號通路抑制凋亡［34］。

6 總結(jié)

結(jié)核病的免疫機制十分復(fù)雜，許多細胞因子以及免疫細胞都參與其中，miRNA與Tregs之間聯(lián)系非常密切。miRNA 可以通過不同的信號通路來調(diào)節(jié) Treg 細胞的數(shù)量和功能。相信隨著研究的不斷深入，miRNA很有可能成為結(jié)核病治療過程中的一個新靶點，對于明確結(jié)核病的免疫機制具有重要意義。以上多項研究［2-4］表明，在MTB感染的免疫調(diào)控中，miRNA發(fā)揮了重要作用。MTB感染后，miRNA通過對轉(zhuǎn)錄后分子水平的調(diào)控影響機體免疫功能，從而促進MTB在機體內(nèi)感染并長期存活。當前國內(nèi)外的研究多為篩選MTB感染患者miRNA差異表達情況，而對于miRNA表達、功能及與MTB感染的免疫調(diào)控機制相關(guān)研究尚不多見。因此，我們在此歸納miRNA與MTB感染的免疫調(diào)控機制的相關(guān)性，均為結(jié)核防治奠定了研究基礎(chǔ)和新思路。miRNA在宿主感染MTB的免疫應(yīng)答中具有重要調(diào)控作用，闡明miRNA免疫調(diào)控機制在將來的結(jié)核病臨床用藥和治療上可以提供更多的幫助。

參 考 文 獻

［1］ ?World Health Organization.Global Tuberculosis Report 2021［R］.Tedros Adhanom：WHO，2021.

［2］ ?KHADER S A，DIVANGAHI M，HANEKOM W，et al.Targeting innate immunity for tuberculosis vaccination［J］.J Clin Invest，2019，129（9）：3482-3491.

［3］ ?KUNDU M，BASU J.The role of microRNAs and long non-coding RNAs in the regulation of the immune response to Mycobacterium tuberculosis infection［J］.Front Immunol，2021，12：687962.

［4］ ?尚曉倩，趙慧，馬秀敏，等.microRNA與結(jié)核分枝桿菌感染的致病機制研究進展［J］.中華醫(yī)院感染學(xué)雜志，2019，29（3）：477-480.

［5］ ?HACKETT E E，CHARLES-MESSANCE H，OLEARY S M，et al.Mycobacterium tuberculosis limits host glycolysis and IL-1β by restriction of PFK-M via microRNA-21［J］.Cell Rep，2020，30（1）：124-136.e4.

［6］ ?黃志剛，馬克，劉晶.脊柱結(jié)核患者血清特異性循環(huán)miRNA表達水平及其臨床意義［J］.海南醫(yī)學(xué)，2021，32（3）：297-300.

［7］ ?SAMPATH P，PERIYASAMY K M，RANGANATHAN U D，et al.Monocyte and macrophage miRNA：potent biomarker and target for host-directed therapy for tuberculosis［J］.Front Immunol，2021，12：667206.

［8］ ?肖瑤，竺婷婷，劉晗，等.microRNA-155在結(jié)核分支桿菌與巨噬細胞互作中調(diào)控作用的研究進展［J］.動物醫(yī)學(xué)進展，2019，40（7）：92-96.

［9］ ?ROTHCHILD A C，SISSONS J R，SHAFIANI S，et al.miR-155-regulated molecular network orchestrates cell fate in the innate and adaptive immune response to Mycobacterium tuberculosis［J］.PNAS，2016，113（41）：E6172-E6181.

［10］ ?ETNA M P，SINIGAGLIA A，GRASSI A，et al.Mycobacterium tuberculosis-induced miR-155 subverts autophagy by targeting ATG3 in human dendritic cells［J］.PLoS Pathog，2018，14（1）：e1006790.

［11］ ?付玉榮，伊正君，李建花，等.微小RNA-29a在肺結(jié)核患者血清中的表達及其生物學(xué)功能預(yù)測分析［J］.中華結(jié)核和呼吸雜志，2013，36（3）：186-190.

［12］ ?LI Z，LI C，BAO R，et al.Expressions of miR-29a，TNF-Α and vascular endothelial growth factor in peripheral blood of pulmonary tuberculosis patients and their clinical significance［J］.Iran J Public Health，2020，49（9）：1683-1691.

［13］ ?LI H， WANG Y， SONG Y.MicroRNA-26b inhibits the immune response to Mycobacterium tuberculosis （M.tb） infection in THP-1 cells via targeting TGFβ-activated kinase-1 （TAK1）， a promoter of the NF-κB pathway［J］.Int J Clin Exp Pathol，2018，11（3）：1218-1227.

［14］ ?SAHU S K，KUMAR M，CHAKRABORTY S，et al.microRNA 26a （miR-26a）/KLF4 and CREB-C/EBPβ regulate innate immune signaling，the polarization of macrophages and the trafficking of Mycobacterium tuberculosis to lysosomes during infection［J］.PLoS Pathog，2017，13（5）：e1006410.

［15］ ?楊峻，何永玲，唐文軍，等.結(jié)核感染與機體免疫反應(yīng)機制研究進展［J］.右江醫(yī)學(xué)，2019，47（3）：223-226.

［16］ ?ZHAO Z，HAO J，LI X，et al.miR-21-5p regulates mycobacterial survival and inflammatory responses by targeting Bcl-2 and TLR4 in Mycobacterium tuberculosis-infected macrophages［J］.FEBS Lett，2019，593（12）：1326-1335.

［17］ ?JIANG S.Recent findings regarding let-7 in immunity［J］.Cancer Lett，2018，434：130-131.

［18］ ?KUMAR M，SAHU S K，KUMAR R，et al.microRNA let-7 Modulates the Immune Response to Mycobacterium tuberculosis Infection via Control of A20，an Inhibitor of the NF-κB Pathway［J］.Cell Host Microbe，2015，17（3）：345-356.

［19］ ?KIM J K，YUK J M，KIM S Y，et al.microRNA-125a inhibits autophagy activation and antimicrobial responses during mycobacterial infection［J］.J Immunol，2015，194（11）：5355-5365.

［20］ ?黃桂賢，梁珊珊，彭影，等.miR-125b-5p促進分枝桿菌在宿主細胞和小鼠體內(nèi)存活的研究［J］.微生物與感染，2020，15（2）：82-87.

［21］ ?LI M，WANG J L，F(xiàn)ANG Y M，et al.microRNA-146a promotes mycobacterial survival in macrophages through suppressing nitric oxide production［J］.Sci Rep，2016，6：23351.

［22］ ?程龍，王曉平，王媛，等.miR-146a在肺泡Ⅱ型上皮細胞抗結(jié)核分枝桿菌感染中的免疫調(diào)控作用［J］.蘭州大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2019，55（2）：219-226.

［23］ ?LOU J，WANG Y，ZHANG Z，et al.Activation of MMPs in macrophages by Mycobacterium tuberculosis via the miR-223-BMAL1 signaling pathway［J］.J Cell Biochem，2017，118（12）：4804-4812.

［24］ ?TAMGUE O，MEZAJOU C F，NGONGANG N N，et al.Non-coding RNAs in the etiology and control of major and neglected human tropical diseases［J］.Front Immunol，2021，12：703936.

［25］ ?ZHAI W，WU F，ZHANG Y，et al.The immune escape mechanisms of Mycobacterium tuberculosis［J］.Int J Mol Sci，2019，20（2）：E340.

［26］ ?OUIMET M，KOSTER S，SAKOWSKI E，et al.Mycobacterium tuberculosis induces the miR-33 locus to reprogram autophagy and host lipid metabolism［J］.Nat Immunol，2016，17（6）：677-686.

［27］ ?AHLUWALIA P K，PANDEY R K，SEHAJPAL P K，et al.Perturbed microRNA expression by Mycobacterium tuberculosis promotes macrophage polarization leading to pro-survival foam cell［J］.Front Immunol，2017，8：107.

［28］ ?LIU F，CHEN J X，WANG P，et al.microRNA-27a controls the intracellular survival of Mycobacterium tuberculosis by regulating calcium-associated autophagy［J］.Nat Commun，2018，9：4295.

［29］ ?KIM J K，LEE H M，PARK K S，et al.MIR144* inhibits antimicrobial responses against Mycobacterium tuberculosis in human monocytes and macrophages by targeting the autophagy protein DRAM2［J］.Autophagy，2017，13（2）：423-441.

［30］ ?LV Y，GUO S，LI X G，et al.Sputum and serum microRNA-144 levels in patients with tuberculosis before and after treatment［J］.Int J Infect Dis，2016，43：68-73.

［31］ ?CHEN D Y，CHEN Y M，LIN C F，et al.microRNA-889 inhibits autophagy to maintain mycobacterial survival in patients with latent tuberculosis infection by targeting TWEAK［J］.mBio，2020，11（1）：e03045-e03019.

［32］ ?BECKWITH K S，BECKWITH M S，ULLMANN S，et al.Plasma membrane damage causes NLRP3 activation and pyroptosis during Mycobacterium tuberculosis infection［J］.Nat Commun，2020，11：2270.

［33］ ?ZHANG D，YI Z，F(xiàn)U Y.Downregulation of miR-20b-5p facilitates Mycobacterium tuberculosis survival in RAW 264.7 macrophages via attenuating the cell apoptosis by Mcl-1 upregulation［J］.J Cell Biochem，2019，120（4）：5889-5896.

［34］ ?FU B，XUE W，ZHANG H，et al.microRNA-325-3p facilitates immune escape of Mycobacterium tuberculosis through targeting LNX1 via NEK6 accumulation to promote anti-apoptotic STAT3 signaling［J］.mBio，2020，11（3）：e00557-e00520.

（收稿日期：2022-04-28 修回日期：2022-08-06）

（編輯：潘明志）