鄧皓月綜述黎靜宜審校

(四川大學(xué)華西醫(yī)院皮膚性病科,四川 成都 610041)

特應(yīng)性皮炎(Atopic dermatitis,AD)是一種慢性、復(fù)發(fā)性、炎癥性皮膚疾病,以皮膚干燥、明顯瘙癢、濕疹樣皮損為主要特征,患者常伴有鼻炎、支氣管哮喘等過(guò)敏性疾病的個(gè)人史或家族史,嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量、心理健康及社會(huì)功能。各年齡段均可發(fā)病,約15%～25%的兒童和1%～10%的成人罹患AD,且患病率在近十幾年間逐漸增高[1-2]。目前AD的病因和發(fā)病機(jī)制尚未完全明確,研究報(bào)道與遺傳易感性、皮膚屏障功能障礙、自身免疫失調(diào)、環(huán)境變化、皮膚微生物群異常等多因素相關(guān)[3-4]。microRNA(MiRNA)是一類(lèi)高度保守的非編碼單鏈RNA分子,含19～25個(gè)核苷酸,廣泛存在于組織、細(xì)胞及體液中,可與mRNAs的3′UTR區(qū)結(jié)合,參與轉(zhuǎn)錄后基因表達(dá)調(diào)控[5],影響細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化、凋亡和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),以改變細(xì)胞功能、調(diào)節(jié)信號(hào)通路、控制炎癥介質(zhì)釋放等方式參與AD的發(fā)生與發(fā)展(表1)。本文就microRNA在AD發(fā)病機(jī)制中的作用進(jìn)行綜述,為AD的研究提供新思路。

表1 microRNA在特應(yīng)性皮炎中的作用

1 microRNA失調(diào)抑制角質(zhì)形成細(xì)胞(Keratinocyte,KC)增殖

皮膚是人體最大的器官,由外向內(nèi)包含表皮、真皮及皮下組織,具有屏障、免疫、感覺(jué)、體溫調(diào)節(jié)等作用[6]。皮膚屏障的建立與角質(zhì)形成細(xì)胞和細(xì)胞間脂質(zhì)密切相關(guān),皮膚炎癥反應(yīng)和病理改變常與表皮屏障功能異常有關(guān)[7]。表皮由角質(zhì)形成細(xì)胞、朗格漢斯細(xì)胞、黑素細(xì)胞、梅克爾細(xì)胞等構(gòu)成,其中角質(zhì)形成細(xì)胞是主要構(gòu)成細(xì)胞,它通過(guò)橋粒進(jìn)行緊密連接,在分化過(guò)程中產(chǎn)生角蛋白和抗菌肽,與細(xì)胞間脂質(zhì)共同維護(hù)皮膚屏障,減少水分流失,防護(hù)各種損傷刺激和病原微生物的入侵,釋放相關(guān)蛋白質(zhì)修復(fù)皮膚損傷[8]。

相關(guān)研究[9-10]提示,當(dāng)microRNA表達(dá)失調(diào),角質(zhì)形成細(xì)胞出現(xiàn)增殖異常,表皮屏障功能直接受損,進(jìn)一步引發(fā)AD。Vaher等[9]收集了10例AD患者的健康皮膚和病變皮膚組織,測(cè)定AD患者皮膚KC中microRNA的表達(dá),發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比,AD組健康和病變皮膚中miR-10a-5p均顯著上調(diào),在增殖的KC中表達(dá)更高。研究證實(shí)透明質(zhì)酸合酶3(HAS3)是miR-10a-5p新的靶點(diǎn),miR-10a-5p通過(guò)抑制HAS3在內(nèi)的多個(gè)靶基因來(lái)抑制KC增殖。Meng等[10]測(cè)序發(fā)現(xiàn)AD患兒血漿中有3種上調(diào)的microRNA(hsa-let-7d-5p、hsa-miR-330-3p和 hsa-miR-744-5p)和兩種下調(diào)的microRNA(hsa-miR-194-5p和hsa-miR-184),其中hsa-miR-194-5p下調(diào)最明顯。hsa-miR-194-5p可直接靶向HS3ST2基因,抑制KC增殖,破壞皮膚屏障的建立,HS3ST2在hsa-miR-194-5p過(guò)表達(dá)后下調(diào),提示hsa-miR-194-5p可能通過(guò)調(diào)節(jié)HS3ST2基因表達(dá)參與AD發(fā)病。

2 microRNA調(diào)節(jié)T細(xì)胞分化

T淋巴細(xì)胞是機(jī)體重要的免疫細(xì)胞,包括輔助性T細(xì)胞(Helper T cells,Th)、效應(yīng)T細(xì)胞(Effector T cells)、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Regulatory T cells ,Treg)等不同亞群,廣泛參與自身免疫性、過(guò)敏性、炎癥性疾病的發(fā)生。目前認(rèn)為T(mén)h17細(xì)胞可在IL-1、IL-6、IL-23、TGF-β等因子的誘導(dǎo)或過(guò)敏原刺激下由初始CD4+T細(xì)胞分化形成,并與Th1細(xì)胞、Th2細(xì)胞、Th22細(xì)胞、Treg細(xì)胞形成平衡機(jī)制,共同調(diào)節(jié)皮膚免疫,參與AD發(fā)病[11-12]。

microRNA可通過(guò)調(diào)節(jié)Th17細(xì)胞的功能和分化,影響IL-17、IL-22等相關(guān)細(xì)胞因子的表達(dá),參與皮膚炎癥反應(yīng)[13]。Ma等[14]研究發(fā)現(xiàn)AD患者外周血CD4+T細(xì)胞和皮膚標(biāo)本中miR-155、IL-17mRNA表達(dá)升高以及細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制因子-1(SOCS1)表達(dá)降低,AD患者miR-155表達(dá)與Th17細(xì)胞百分比、IL-17 mRNA表達(dá)、病情嚴(yán)重程度均呈正相關(guān),與SOCS1表達(dá)呈負(fù)相關(guān),SOCS1是JAK/STAT信號(hào)通路中負(fù)向調(diào)節(jié)Th17淋巴細(xì)胞分化的因子,研究提示上調(diào)miR-155可能靶向抑制SOCS1促進(jìn)Th17細(xì)胞分化參與皮膚炎癥的發(fā)生。K?rner等[15]在人外周血單個(gè)核細(xì)胞中篩選IL-22/IL-17陽(yáng)性T細(xì)胞,其中IL-22/IL-17雙陽(yáng)性T細(xì)胞顯著高表達(dá)miR323-3p,miR323-3p可靶向TGF-β、STAT3等途徑的多個(gè)基因調(diào)節(jié)Th17細(xì)胞分化和效應(yīng)功能,抑制IL-22表達(dá),改善皮膚炎癥反應(yīng)。Bergallo等[16]檢測(cè)發(fā)現(xiàn)AD患兒血液miR-155、叉頭樣轉(zhuǎn)錄因子3(FOXP3)mRNA表達(dá)增高,Th17/Treg比值顯著降低;另有研究[17]顯示經(jīng)過(guò)常規(guī)治療后,病情緩解的AD患者外周血CD4+CD25+FOXP3+Treg細(xì)胞計(jì)數(shù)和比例顯著降低,并與病情嚴(yán)重程度明顯相關(guān),FOXP3是轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子和Treg細(xì)胞的標(biāo)志性分子, 可通過(guò)調(diào)節(jié)Treg細(xì)胞的發(fā)育,影響其活性和功能[18],以上提示T細(xì)胞在AD發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)的作用,影響病情發(fā)展,miR-155和FOXP3表達(dá)上調(diào)可能抑制T細(xì)胞功能導(dǎo)致免疫失衡,推測(cè)miR-155可能與T細(xì)胞分化存在一定關(guān)系。

3 microRNA參與細(xì)胞信號(hào)通路

信號(hào)通路轉(zhuǎn)導(dǎo)正常是維持細(xì)胞生理功能的關(guān)鍵因素,信號(hào)通路異常不僅影響細(xì)胞的增殖、分化、代謝和凋亡,還可能導(dǎo)致免疫系統(tǒng)紊亂和機(jī)體的炎癥反應(yīng),從而引起各種自身免疫性和炎癥性疾病[19]。

microRNA與細(xì)胞信號(hào)通路相互作用,參與信號(hào)通路的協(xié)同調(diào)節(jié),介導(dǎo)細(xì)胞間通訊,影響相應(yīng)細(xì)胞功能,引發(fā)機(jī)體生理效應(yīng)或病理改變[20]。Rebane等[21]發(fā)現(xiàn)miR-146a在AD患者的角質(zhì)形成細(xì)胞和皮損中表達(dá)上調(diào),并通過(guò)作用于白細(xì)胞介素1受體相關(guān)激酶(IRAK1)、趨化因子5(CCL5)等靶標(biāo)阻斷NF-κB信號(hào)通路,抑制趨化因子、干擾素、泛素樣蛋白D等相關(guān)炎癥因子表達(dá),從而減輕皮膚炎癥。Chang等[22]研究發(fā)現(xiàn)AD患者血液和皮膚中IL-32上調(diào),IL-32促使HaCaT細(xì)胞中相關(guān)炎癥因子mRNA表達(dá)增加,并誘導(dǎo)小鼠模型的皮膚炎癥加重。IL-32可激活JAK1信號(hào)通路,促進(jìn)下游基因磷酸化,增加miR-155表達(dá),參與AD發(fā)病。Lee等[23]研究發(fā)現(xiàn)與野生型小鼠相比,IL-32γ轉(zhuǎn)基因AD小鼠皮損中IL-32γ表達(dá)下降,miR-205表達(dá)顯著降低,進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)表明,IL-32γ抑制NF-kB信號(hào)通路的激活,提示IL-32γ可能通過(guò)調(diào)控NF-kB信號(hào)通路抑制miR-205的表達(dá),減少皮損中炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)和相關(guān)因子的分泌。Yan等[24]發(fā)現(xiàn)AD皮膚模型中的miR-1294顯著降低,上調(diào)miR-1294可抑制AD樣皮膚損害,miR-1294可能通過(guò)靶向STAT3-NF-κB信號(hào)通路抑制皮膚氧化,促進(jìn)屏障修復(fù)。Jia等[25]研究表明IL-13可激活HaCaT細(xì)胞中的雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信號(hào)通路,抑制miR-143表達(dá),并使絲聚蛋白等皮膚屏障相關(guān)蛋白表達(dá)缺失,在予以mTOR抑制劑—雷帕霉素后,miR-143水平上調(diào),從而抑制皮膚免疫失衡,維護(hù)表皮屏障功能穩(wěn)定,此研究證實(shí)miR-143參與mTOR信號(hào)通路以及該信號(hào)通路在AD發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮作用。

4 microRNA調(diào)節(jié)皮膚免疫及炎癥反應(yīng)

microRNA通過(guò)抑制mRNA翻譯或啟動(dòng)降解來(lái)改變基因表達(dá),調(diào)節(jié)細(xì)胞免疫活動(dòng),改變細(xì)胞生物學(xué)功能,其異常表達(dá)引發(fā)機(jī)體病理改變[26]。目前許多研究表明在AD患者的血液、病變皮膚組織等樣本中測(cè)定出多種microRNA的差異表達(dá),microRNA失調(diào)引發(fā)皮膚免疫失衡和炎癥反應(yīng),促進(jìn)AD發(fā)生發(fā)展,并與病情嚴(yán)重程度相關(guān),這為其成為疾病診斷生物標(biāo)志物和新型治療靶點(diǎn)提供了新思路[27]。

4.1 microRNA抑制靶基因促發(fā)炎癥反應(yīng) microRNA是轉(zhuǎn)錄后基因表達(dá)調(diào)控的關(guān)鍵因子,通過(guò)與靶基因結(jié)合,而直接抑制其表達(dá),進(jìn)而破壞免疫穩(wěn)態(tài),促進(jìn)炎癥發(fā)生。Nousbeck等[28]發(fā)現(xiàn)AD患兒外周血單個(gè)核細(xì)胞miR-451a明顯下調(diào),其靶基因白細(xì)胞介素6受體(IL-6R)和蛋白酶體亞基β-8 (PSMB8)上調(diào),抑制miR-451a可使IL-6R、PSMB-8水平提高,導(dǎo)致自身免疫失調(diào),促發(fā)炎癥。Wang等[29]發(fā)現(xiàn)AD小鼠模型表皮miR-155-5p表達(dá)明顯增加,其特異性靶點(diǎn)蛋白激酶抑制劑α(PKIα)顯著降低,炎性因子IL-4、IL-5、IL-9和IL-13顯著升高;而阻斷miR-155-5p的表達(dá)可使表皮PKIα升高,上述各炎性因子明顯降低,維持皮膚屏障功能的緊密連接蛋白增加,同時(shí)介導(dǎo)炎性反應(yīng)的胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素(TSLP)和促炎因子IL-33表達(dá)降低,從而抑制表皮炎癥反應(yīng)及恢復(fù)皮膚屏障功能。Cheng等[30]提出miR-375-3p可以通過(guò)Yes相關(guān)蛋白1(YAP1)/淋巴上皮KazaI型抑制劑 (LEKTI)途徑減弱AD炎癥反應(yīng)的假設(shè)。該研究發(fā)現(xiàn)上調(diào)miR-375-3p可顯著抑制HaCaT細(xì)胞活力,減少I(mǎi)L-1β、IL-6等炎癥因子的釋放,而YAP1過(guò)表達(dá)后,會(huì)增強(qiáng)HaCaT細(xì)胞活力,促進(jìn)炎癥因子釋放以及降低LEKTI的水平,這提示miR-375-3p和YAP1的作用是相反的。在HaCaT細(xì)胞中,miR-375-3p通過(guò)特異性結(jié)合其3′-UTR直接靶向YAP1并抑制其表達(dá),從而減少AD炎癥反應(yīng)。上述研究提示針對(duì)microRNA的治療可能是減輕炎癥反應(yīng),改善皮膚免疫狀態(tài),修復(fù)皮膚屏障損傷的抗炎治療新途徑。

4.2 microRNA失調(diào)促進(jìn)Th2免疫反應(yīng) Th2免疫反應(yīng)和2型細(xì)胞因子的產(chǎn)生是AD發(fā)病的關(guān)鍵機(jī)制和重要特征[31]。microRNA表達(dá)失調(diào)可使Th1/Th2失衡,誘發(fā)2型免疫反應(yīng),使IL-4、IL-13等2型細(xì)胞因子分泌增加,從而進(jìn)一步介導(dǎo)AD的發(fā)生發(fā)展[32]。

Yan等[33]發(fā)現(xiàn)AD患者血清miR-146a表達(dá)顯著上調(diào),Th1/Th2比率顯著降低,AD小鼠模型中同樣發(fā)現(xiàn)小鼠皮膚miR-146a上調(diào)和Th1/Th2比率降低,小鼠AD樣皮損可能與Th1/Th2失衡引發(fā)的2型炎癥反應(yīng)相關(guān),且研究顯示miR-146a上調(diào)可能是通過(guò)SUMO1介導(dǎo)Th2炎癥反應(yīng)引起皮膚病變。Chen等[34]測(cè)序發(fā)現(xiàn)AD患者血漿和血細(xì)胞miR-151a均顯著上調(diào)。IL-12受體β2(IL-12RB2)是miR-151a新的靶點(diǎn),miR-151a可抑制IL-12RB2表達(dá),影響Th1細(xì)胞分化,減少Th1細(xì)胞因子分泌,引起Th1/Th2失衡,Th2相關(guān)細(xì)胞因子表達(dá)增加從而介導(dǎo)免疫反應(yīng)。

4.3 microRNA失調(diào)促進(jìn)炎癥因子分泌 許多炎癥因子分泌參與AD發(fā)病,microRNA可通過(guò)調(diào)控基因表達(dá)影響白細(xì)胞介素、干擾素、趨化因子等炎癥介質(zhì)分泌而影響AD的發(fā)生發(fā)展。有研究[35]通過(guò)測(cè)定AD患者和健康對(duì)照者血液中miR-20a和miR-210的水平,發(fā)現(xiàn)AD組miR-20a和miR-210均高于對(duì)照組,miR-20a可抑制IFN-γ、CCL5、CCL8等炎癥因子分泌,miR-210可通過(guò)調(diào)節(jié)絲氨酸/蘇氨酸激酶2介導(dǎo)的NF-κB信號(hào)通路來(lái)抑制炎癥因子的產(chǎn)生[36],兩者上調(diào)均可能促進(jìn)炎癥因子分泌,與AD病情嚴(yán)重程度相關(guān)。miR-124可靶向抑制P65降低病變皮膚中IL-8、CCL5、CCL8等下游炎癥因子水平實(shí)現(xiàn)免疫調(diào)節(jié),Yang等[37]發(fā)現(xiàn)在AD患者病變皮膚中miR-124表達(dá)降低,P65、IL-8、CCL5和CCL8mRNA表達(dá)顯著上調(diào), 可能促進(jìn)了AD的發(fā)生發(fā)展。

4.4 microRNA活化血小板引發(fā)炎癥 血小板是成熟巨核細(xì)胞胞漿脫落后形成的無(wú)核細(xì)胞,不僅具有凝血、收縮血管、形成止血栓等功能,還參與腫瘤侵襲、感染、炎癥和免疫反應(yīng)[38]。microRNA的表達(dá)失調(diào)可激活血小板,迅速釋放儲(chǔ)存于血小板內(nèi)α顆粒中的各種介質(zhì),包括細(xì)胞因子、趨化因子、二磷酸腺苷、三磷酸腺苷以及血清素等,導(dǎo)致炎癥和免疫反應(yīng),參與AD的發(fā)病機(jī)制[38-42]。

有研究[39]發(fā)現(xiàn)重度AD患者血漿miR-223表達(dá)水平明顯高于輕度AD患者和對(duì)照組,同時(shí)發(fā)現(xiàn)miR-223表達(dá)水平與血清胸腺活化調(diào)節(jié)趨化因子(TARC)水平相關(guān),TARC是評(píng)估AD嚴(yán)重程度的標(biāo)志物[40],提示miR-223可能成為AD病情嚴(yán)重程度生物標(biāo)志物。AD患者的血小板處于激活狀態(tài),且激活程度與AD嚴(yán)重程度相關(guān),有研究[41]發(fā)現(xiàn),在予以抗血小板藥物抑制血小板活性后,受試者血漿microRNA水平下調(diào),提示microRNA可能與血小板活化相關(guān),因此考慮miR-223上調(diào)可能引起血小板活化,加重了AD炎癥表達(dá)。Maeno等[42]分析顯示重度AD患者血漿miR-24、miR-191水平均明顯高于輕中度患者和健康者,AD患者血漿miR-24、miR-191水平與其血清TARC水平高度相關(guān),提示血漿miR-24和miR-191也可能作為判斷AD病情嚴(yán)重程度的標(biāo)志物之一。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)AD患者血漿miR-24、miR-191水平與血漿PF-4、β-TG等血小板活化生物標(biāo)志物之間具有高度相關(guān)性,提示血漿miR-24、miR-191水平可能與血小板活化有關(guān),而活化的血小板可以通過(guò)分泌趨化因子促進(jìn)局部炎癥進(jìn)程而進(jìn)一步加重AD病情[43]。

5 小結(jié)

AD正逐漸成為值得關(guān)注的社會(huì)性健康問(wèn)題,研究者目前已經(jīng)形成充分共識(shí)—AD是由遺傳、免疫、環(huán)境等多因素參與發(fā)病的慢性炎癥性皮膚病,患者常呈現(xiàn)為緩解—復(fù)發(fā)的病程特點(diǎn),但是臨床常規(guī)治療方式難以讓大多數(shù)患者獲得病情持續(xù)緩解。microRNA通過(guò)上調(diào)或下調(diào)的異常表達(dá)參與AD的發(fā)病機(jī)制,其表達(dá)失調(diào)導(dǎo)致角質(zhì)形成細(xì)胞出現(xiàn)異常增殖,損傷表皮屏障功能;調(diào)節(jié)T細(xì)胞的功能和分化,影響細(xì)胞因子的表達(dá),參與皮膚炎癥反應(yīng);參與信號(hào)通路的協(xié)同調(diào)節(jié)和介導(dǎo)細(xì)胞間通訊,引發(fā)機(jī)體生理效應(yīng)或病理改變;抑制靶基因表達(dá)而破壞免疫穩(wěn)態(tài),誘導(dǎo)Th1/Th2失衡而誘發(fā)2型免疫反應(yīng),活化血小板以分泌炎癥介質(zhì)和趨化因子等引發(fā)皮膚免疫失衡、促進(jìn)局部炎癥進(jìn)程、進(jìn)一步加重AD的發(fā)生和發(fā)展。microRNA不僅與AD病情嚴(yán)重程度具有相關(guān)性,而且具有成為新治療靶點(diǎn)的潛在價(jià)值。對(duì)microRNA與AD之間聯(lián)系的深入研究,可為AD的病因、診斷和治療提供新的思路和方法,以期更全面的揭示以AD為代表的炎癥性皮膚疾病的發(fā)展過(guò)程,最終能實(shí)現(xiàn)更高效的治療手段,提高患者的生活質(zhì)量,減輕家庭和社會(huì)的醫(yī)療經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。