宋輝 郭一慧 許家威 曾清,2 程緯民,2
(1.廣西中醫(yī)藥大學研究生院,南寧 530222; 2.廣西中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院血液內(nèi)科,南寧 530023)
免疫性血小板減少癥(immune thrombocytopenia,ITP)是因血小板免疫性破壞增加與生成受阻,導致血小板減少的出血性疾病,以皮膚、黏膜及內(nèi)臟出血等為特征,是一種自身免疫性疾病[1]。ITP在成人中通常是慢性過程,而在兒童中,大多數(shù)患者呈急性發(fā)展,但病程較短,自然緩解發(fā)生在6個月內(nèi)。糖皮質(zhì)激素是ITP的一線治療用藥,部分對激素治療敏感性低的ITP患者,存在IL-10的相對減少和致病性IL-17的持續(xù)性表達,這與CD4+T細胞亞群的免疫功能異常有關(guān)[2]。隨著對ITP發(fā)病機制研究的不斷深入,LIN等[3]發(fā)現(xiàn)趨化因子誘導輔助性T細胞(helper T cells,Th)的免疫失衡和調(diào)節(jié)性T細胞(regulatory T cells,Treg)的免疫功能缺陷,可能參與ITP的發(fā)病機制。微小RNA(microRNA,miRNA)是由20~24個核苷酸組成的非編碼單鏈RNA,通過識別同源mRNA序列和干擾轉(zhuǎn)錄、翻譯過程來調(diào)節(jié)靶基因的表達[4]。研究表明,miRNA可能是ITP中CD4+T細胞亞群免疫耐受失常的重要調(diào)節(jié)因子[5]。因此,本文重點討論ITP中miRNA調(diào)節(jié)輔助性T細胞1(Th1)/輔助性T細胞2(Th2)失衡、輔助性T細胞17(Th17)/Treg失衡和濾泡輔助性T細胞(thymusdependent lymphocyte,TFH)的作用機制,探索miRNA參與ITP發(fā)生發(fā)展的相關(guān)免疫機制,為ITP免疫靶向治療提供新的啟發(fā)。
miRNA轉(zhuǎn)錄后調(diào)控基因的表達,廣泛參與多種生物學過程,如細胞分化、發(fā)育、應(yīng)激反應(yīng)和生存等[6]。miRNA的轉(zhuǎn)錄是一個復雜的過程,在細胞核中miRNA基因片段由RNA聚合酶Ⅱ(RNA polymeraseⅡ,Pol Ⅱ)轉(zhuǎn)錄后產(chǎn)生初級轉(zhuǎn)錄本(pri-miRNA),經(jīng)過Drosha酶切割形成60~70 nt的莖環(huán)結(jié)構(gòu),即miRNA前體(pre-miRNA)。然后,pre-miRNA通過轉(zhuǎn)運蛋白(Exportin-5)進入細胞質(zhì)中,經(jīng)Dicer酶切割莖環(huán)產(chǎn)生雙鏈小RNA,隨后雙鏈RNA解體,形成成熟的miRNA。成熟的miRNA與argonaute-2蛋白結(jié)合,裝配形成miRNA誘導沉默復合體(miRNAinduced silencing complex,miRISC)。此時,激活的miRISC通過堿基互補配對原則識別mRNA的3'-UTR(3'-untranslated region,3'-UTR),促進mRNA的翻譯抑制或降解[7]。miRNA特有的調(diào)節(jié)形式,已經(jīng)被證明與CD4+T細胞亞群免疫功能的正常執(zhí)行有關(guān),并且ITP患者存在miRNA的異常表達,提示miRNA可能是ITP發(fā)病的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子[8-9]。
CD4+T細胞識別主要組織相容性復合體Ⅱ類抗原(major histocompatibility complex class Ⅱ,MHC Ⅱ)后被激活,在特定的細胞因子(IL-12、IL-25、IL-33、IL-6、TGF-β、ICOS)驅(qū)動下,分化為Th1、Th2、Th17、Treg和TFH等亞群,參與ITP的免疫功能調(diào)節(jié)[10-11]。CD4+T細胞分化過程中阻斷miRNA的轉(zhuǎn)錄程序,可直接導致CD4+T細胞亞群分化障礙和細胞因子產(chǎn)生異常:①Dicer酶缺失的Th細胞受到T細胞受體信號的刺激減弱,增殖功能降低,并且表現(xiàn)為干擾素-γ(Interferon-γ,IFN-γ)的優(yōu)先表達;②Argonaute 2蛋白缺乏時Th細胞產(chǎn)生的細胞因子增多,表明部分miRNA下調(diào)后,減弱了抑制Th分化基因的表達;③miRNA的調(diào)控機制對Treg及其轉(zhuǎn)錄因子Foxp3發(fā)育具有重要作用,如Dicer酶或Drosha酶特異性缺失的條件下,Treg的免疫抑制功能會受損;④miRNA對TFH發(fā)育成熟的關(guān)鍵因子B細胞淋巴瘤-6(B cell lymphoma 6,BCL-6)和C-X-C型趨化因子受體-5(C-X-C chemokine receptor 5,CXCR5)具有靶向調(diào)節(jié)作用[12]。miRNA調(diào)控ITP中CD4+T細胞亞群的免疫機制復雜多樣,基于現(xiàn)有研究基礎(chǔ)總結(jié)如下:
2.1 miRNA調(diào)節(jié) Th1/Th2失衡 Th1/Th2免疫功能失衡是ITP發(fā)病的重要因素,Th1介導的免疫應(yīng)答異常占主導地位,通過分泌不同的細胞因子發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用[13]。Th1由轉(zhuǎn)錄因子T-bet特異性調(diào)控,主要產(chǎn)生IL-2、TNF-α和IFN-γ,而Th2由GATA結(jié)合蛋白3(GATA binding protein 3,GATA3)特異性調(diào)控,主要產(chǎn)生IL-4、IL-5和IL-10,這些細胞因子的異常表達與ITP免疫調(diào)節(jié)紊亂密切相關(guān)[14]。
ITP患者血液中IL-18與靶細胞表面的IL-18受體(IL-18R)結(jié)合,促進T細胞和NK細胞產(chǎn)生IFN-γ,增強Th1的免疫應(yīng)答,抑制Th2的免疫反應(yīng)[15-16]。ZHAO等[17]發(fā)現(xiàn)ITP患者外周血單個核細胞(peripheral blood mononuclear cells,PBMCs)來源的miRNA-130a表達下調(diào),能夠增強IL-18的表達,使得Th1免疫應(yīng)答增強,導致生成IFN-γ和TNF-α超過閾值引起ITP的發(fā)生發(fā)展。miRNA-130a對IL-18的靶向調(diào)節(jié)機制,一定程度上解釋了ITP患者IL-18升高和Th1/Th2免疫功能失衡的原因。ITP患兒PBMCs中miRNA-15a的表達明顯下調(diào),并且與IL-2、IFN-γ的含量成反比,與IL-4、IL-10的含量成正比,提示miRNA-15a可能是導致Th1/Th2免疫功能失衡的原因之一[18]。此外,WU等[19]發(fā)現(xiàn)miRNA-15a通過靶向調(diào)節(jié)信號轉(zhuǎn)導轉(zhuǎn)錄激活因子-3(signaling transcription activator-3,STAT3),抑制STAT3信號通路的激活,促使Th1分泌的IFN-γ和TNF-α表達水平降低,減輕機體炎癥反應(yīng)。因此,miRNA-15a可能通過靶向調(diào)節(jié)STAT3,從而減弱ITP患者Th1的免疫應(yīng)答,調(diào)節(jié)Th1/Th2的免疫功能失衡。ITP患者PBMCs中的miRNA-107、miRNA-205-5p、miRNA-138-5p、miRNA-326、miRNA-1827和miRNA-185-5p表達下調(diào),并且能與T-bet和GATA3 mRNA的3'-UTR結(jié)合,參與Th1/Th2免疫功能失衡的調(diào)節(jié)[20]。
2.2 miRNA調(diào)節(jié)Th17/Treg失衡 Th17/Treg免疫功能失衡是引起ITP的重要機制,Treg通過產(chǎn)生IL-10、轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)抑制CD4+T細胞或CD8+T細胞的過度激活和增殖,從而維持機體免疫功能平衡;Th17分泌的IL-17與靶細胞表面的IL-17受體(IL-17R)結(jié)合,導致促炎癥細胞因子的釋放增加,二者共同參與ITP的發(fā)生與發(fā)展[21]。
研究證明,活動期ITP患者CD4+T細胞中的程序性死亡受體-1(programmed cell death 1,PD-1)表達增強,而樹突狀細胞中的細胞程序性死亡配體-1(programmed cell death ligand 1,PD-L1)表達減弱[22]。此外,ITP患者中分泌型PD-1(sPD-1)表達增加,與PD-L1結(jié)合阻斷PD-1/PD-L1通路,導致血小板計數(shù)減少,同時在體外實驗中發(fā)現(xiàn)了分泌型PD-L1(sPD-L1)激活PD-1/PD-L1通路后PBMCs中IFN-γ、IL-17水平降低,IL-4和TGF-β水平升高,可改善ITP患者Th17/Treg的免疫失衡[23-24]。ITP患者中PD-1/PD-L1通路的激活或抑制對于血小板水平的恢復和Th17/Treg免疫功能的調(diào)節(jié)具有重要作用。CHANG等[25]發(fā)現(xiàn)ITP患者PBMCs中miRNA-155-5p表達上調(diào),并且抑制miRNA-155-5p能激活PD-1/PD-L1通路介導的巨噬細胞M2極化和恢復細胞因子信號轉(zhuǎn)導抑制因子1(suppressor of cytokine signaling 1,SOCS1)的表達,從而抑制ITP疾病的發(fā)生或進展。此外,GUAN等[26]發(fā)現(xiàn)SOCS1通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子Foxp3和視黃酸受體相關(guān)孤兒受體γt(retinoic acid receptor-related orphan receptors γt,RORγt)影響Th17/Treg的免疫平衡。因此,miRNA-155-5p介導PD-1/PD-L1通路和靶向調(diào)節(jié)SOCS1的作用機制,對于ITP患者Th17/Treg的免疫功能平衡具有重要作用,有可能成為新的治療靶點。
ITP患者CD4+T細胞中的miRNA-99a表達下調(diào),而miRNA-182-5p、miRNA-183-5p表達上調(diào),同時miRNA-99a調(diào)節(jié)Treg細胞的免疫功能,參與IL-10的表達;miRNA-182-5p、miRNA-183-5p調(diào)控Th17細胞的免疫功能,而miRNA-183-5p與血小板計數(shù)呈負相關(guān)[27]。miRNA-99a通過靶向調(diào)節(jié)CD4+T細胞中的雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)促進Treg細胞的增殖并抑制Th17的分化[28]。ITP患者miRNA-99a可能通過調(diào)節(jié)mTOR信號通路影響Th17/Treg的免疫功能失衡,而miRNA-182-5p和miRNA-183-5p參與Th17/Treg免疫失衡機制尚未明確。LI等[29]發(fā)現(xiàn),ITP患者PBMCs中的miRNA-106b-5p表達上調(diào),通過靶向抑制核受體亞家族4-A族成員-3(nuclear receptor subfamily 4 group A member 3,NR4A3)的轉(zhuǎn)錄活性,引起Foxp3的表達下調(diào),從而減弱Treg的分化,導致Th17/Treg的免疫功能失衡。ITP中抑制miRNA-106b-5p的表達,恢復NR4A3的轉(zhuǎn)錄活性,促進Foxp3的表達,對于Treg免疫抑制功能的正常執(zhí)行具有重要意義。
ITP患者CD4+T細胞中母系表達基因3(maternally expressed gene 3,MEG3)抑制miRNA-125a-5p的表達,導致Foxp3表達降低和RORγt表達增加,提示miRNA-125a-5p可能通過干擾Th17/Treg的免疫功能參與ITP發(fā)?。?0]。因此,進一步探討MEG3對miRNA-125a-5p的調(diào)節(jié)機制,可能是揭示ITP患者Th17/Treg免疫功能失衡的重要途徑之一。HE等[31]研究發(fā)現(xiàn)ITP患者CD4+T細胞中的IL-1R相關(guān)激酶-1(IL-1R-associated kinase-1,IRAK1)表達增加,使得Treg細胞比例減少和Th17比例升高,導致Th17/Treg免疫功能異常。此外,該項研究還發(fā)現(xiàn),ITP患者骨髓間充質(zhì)干細胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)來源的miRNA-146a-5p,通過靶向抑制IRAK1的表達,從而恢復Th17/Treg的免疫平衡。miRNA-146a-5p與IRAK1的相互作用,對ITP患者維持Th17/Treg免疫平衡具有重要意義,有可能成為未來治療ITP的新靶點。
2.3 miRNA調(diào)節(jié)TFH細胞 TFH細胞是生發(fā)中心的CD4+T細胞亞群,能夠協(xié)助B細胞產(chǎn)生自身抗體,并且在ITP中表達增加,提示TFH可能參與ITP免疫發(fā)病機制[32]。XIE等[33]發(fā)現(xiàn),ITP患者中TFH與血小板膜糖蛋白Ibα(glycoprotein Ibα,GPIbα)抗體表達量呈正相關(guān),提示TFH可能通過誘導血小板抗體的產(chǎn)生,參與血小板破壞。已有研究證明,miRNA通過特定的細胞因子或通路,如CXCR5、E3泛素蛋白連接酶1(pellino E3 ubiquitin protein ligase 1,Peli1)、可誘導性共刺激因子(inducible co-stimulator,ICOS)和磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidylinositol 3 kinase,PI3K)-蛋白酶B(AKT)信號通路等,調(diào)節(jié)TFH的分化和功能[34]。
Peli1調(diào)節(jié)T細胞受體(T cell receptor,TCR)信號促進T細胞的免疫應(yīng)答,LI等[35]發(fā)現(xiàn)miRNA-153-3p能夠調(diào)節(jié)Peli1的表達,從而減弱臍帶間充質(zhì)干細胞(umbilical cord mesenchymal stem cell,UC-MSC)介導的TFH細胞減少和Treg細胞增加。此外,Peli1的缺乏促進了C-rel原癌基因介導的ICOS表達,使得PI3K-AKT信號通路被激活,從而抑制了下游的krüppel樣轉(zhuǎn)錄因子2(krüppel-like factor 2,KLF2)表達,并且KLF2能抑制TFH的分化[36]。TFH的異常表達是ITP血小板破壞增加的因素之一,miRNA-153-3p調(diào)節(jié)Peli1/C-rel/KLF2軸控制TFH的分化,有可能揭示ITP的發(fā)病機制。ITP患者中BCL-6表達增加,從而促進TFH的分化[33]。CXCR5是TFH分化的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子,YU等[37]發(fā)現(xiàn)miRNA-17~92簇抑制了CXCR5的表達,然而BCL-6又能夠抑制miRNA-17~92簇的表達,正向引導TFH的分化。因此,BCL-6、miRNA-17~92簇、CXCR5之間的相互調(diào)節(jié)關(guān)系,可能解釋了ITP中TFH表達上調(diào)的原因,為ITP的免疫靶向治療提供啟發(fā)。
ITP的發(fā)病機制與CD4+T細胞亞群分泌的細胞因子失衡密切相關(guān),而細胞因子的分泌失衡是ITP中CD4+T細胞亞群免疫功能紊亂的原因之一。近年來,隨著對miRNA研究的不斷深入,發(fā)現(xiàn)miRNA通過不同的靶點或信號通路干擾Th1/Th2、Th17/Treg和TFH的免疫功能,導致細胞因子分泌失衡參與ITP的發(fā)病機制(圖1)。但miRNA在ITP患者CD4+T細胞亞群中的表達情況與調(diào)節(jié)CD4+T細胞亞群免疫功能的機制目前尚未完全闡明。因此,探索miRNA對ITP中CD4+T細胞亞群的免疫調(diào)節(jié)機制,有助于更深入地闡明ITP的免疫發(fā)病機制并為開發(fā)ITP的免疫靶向藥物提供依據(jù)。
圖1 miRNA調(diào)節(jié)ITP中CD4+T細胞亞群的免疫機制Fig.1 Immune mechanism of miRNA regulating CD4+T cells subsets in ITP