微小RNA在自身免疫性甲狀腺疾病中的研究進展

丁祥梅，彭輝勇，柳迎昭

(江蘇大學(xué)附屬人民醫(yī)院 1.內(nèi)分泌科，2.檢驗科，江蘇 鎮(zhèn)江 212002)

自身免疫性甲狀腺疾病(autoimmune thyroid disease, AITD)是免疫介導(dǎo)的一組器官特異性自身免疫疾病，其中Graves病(Graves′ disease, GD)和橋本甲狀腺炎(Hashimoto′s thyroiditis, HT)為兩種主要的臨床分型[1]。盡管GD的主要臨床表現(xiàn)是甲狀腺亢進而HT主要表現(xiàn)為甲狀腺功能減退，但兩者均以甲狀腺淋巴細胞浸潤和甲狀腺自身抗體的產(chǎn)生為特征，可能與特定易感基因、環(huán)境暴露的復(fù)雜以及多因素相互作用有關(guān)，導(dǎo)致自身耐受性受到破壞和而后自身免疫性疾病的發(fā)展[1-3]。

近年來多項研究[3-5]表明，微小RNA(miRNA)參與腫瘤、自身免疫性疾病等多種疾病的發(fā)病。本文將綜述miRNA在AITD中的研究新進展。

1 miRNA簡介

miRNA是一類內(nèi)源性非編碼小RNA分子，由18～25個核苷酸組成，參與調(diào)控人類近1/3的基因，因此在大多數(shù)生理和病理過程中起著至關(guān)重要的作用，包括細胞生長和分化，新陳代謝，癌癥以及自身免疫等[2-5]。miRNA通過與其對應(yīng)的靶基因結(jié)合從而沉默或降解目標mRNA，轉(zhuǎn)錄后水平負性調(diào)節(jié)基因表達，但是，miRNA對靶基因的調(diào)控受多種因素影響，包括與靶基因結(jié)合位點及其作用方式、Dicer 酶剪切位點等[5]。研究發(fā)現(xiàn)一種miRNA能夠調(diào)控數(shù)個甚至數(shù)百個靶基因，而一些基因也會被數(shù)個miRNA同時調(diào)控[5-6]。近年來多項研究[3-4]發(fā)現(xiàn)，miRNA調(diào)控多種機體生物學(xué)功能，如細胞增殖、分化，細胞凋亡，炎癥和免疫反應(yīng)等。

2 miRNA與免疫細胞

免疫細胞主要在機體抵抗病原體感染、清除突變細胞及維持免疫穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮作用，其中包含淋巴細胞、樹突狀細胞(dendritic cells, DC)、中性粒細胞、自然殺傷細胞等。大量研究[5-7]發(fā)現(xiàn)，miRNA參與各類免疫細胞的增殖、分化及活化等一系列過程。

2.1 miRNA與Th細胞

CD4+T細胞是T淋巴細胞的主要亞群，其在抗原和共刺激信號作用下分化成不同類型T細胞，包括輔助性T細胞(T helper cell, Th)和調(diào)節(jié)性T細胞(regulatory T cell，Treg)，前者如Th1細胞、Th2細胞、Th17細胞等；這些Th細胞亞群能夠分泌各種不同的細胞因子，進而參與細胞和體液免疫應(yīng)答[7-8]。

胰島素受體底物(insulin receptor substrate-1, IRS-1)是IRS家族成員之一，作為胞內(nèi)重要的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中間體，IRS-1主要功能是連接細胞表面激活受體傳遞的跨膜信號和下游效應(yīng)器，該信號蛋白與ERK、AKT及NF-κB信號傳導(dǎo)途徑密切相關(guān)[9]。早期研究[10-11]發(fā)現(xiàn)，IRS-1與代謝性疾病的發(fā)生和腫瘤產(chǎn)生緊密相關(guān)。近來研究發(fā)現(xiàn)，IRS-1在T細胞活化中發(fā)揮重要作用[12]。miR-126位于EGFL7內(nèi)含子內(nèi)，在血管、心臟、肺的內(nèi)皮細胞中高表達。Chu等[13]發(fā)現(xiàn)，miR-126敲除小鼠CD4+T細胞的活化、增殖及干擾素γ水平均顯著高于野生型小鼠，進一步研究發(fā)現(xiàn)miR-126的靶基因IRS-1在miR-126缺陷的CD4+T細胞中表達上調(diào)，同時伴有ERK，AKT和NF-κB信號途徑的轉(zhuǎn)導(dǎo)改變。由此可見，敲除miR-126后IRS-1信號通路激活促進CD4+T細胞活化，同時促進向Th1細胞分化。

Th1細胞主要產(chǎn)生IFN-γ，介導(dǎo)細胞免疫應(yīng)答，其主要轉(zhuǎn)錄因子是T細胞中表達T盒轉(zhuǎn)錄因子(T-box expressed in T cell,T-bet)。miR-92a屬于miR-17-92簇，也稱為oncomiR-1，miR-17-92簇是位于13號染色體(13q31-Q32)長臂C13orf25基因座的第三內(nèi)含子中的miRNA簇，其在自身免疫疾病患者體內(nèi)異常表達[14]。Rezaei等[15]在自身免疫性腦脊髓炎模型小鼠的研究中發(fā)現(xiàn)，miR-92通過靶向調(diào)節(jié)TSC1或DUSP10表達促進Th1細胞分化(圖1)。促炎型Th1細胞大量存在于炎癥組織中，參與風(fēng)濕性疾病中慢性炎癥反應(yīng)；Bardua等[16]研究發(fā)現(xiàn)，miR-31通過TCR-趨化因子受體-整合素信號傳導(dǎo)在下游的肌動蛋白細胞骨架重排中調(diào)控基因表達，從而降低促炎性Th1細胞的運動性；抑制miR-31表達可增加反復(fù)活化的Th1細胞的遷移活性。此外，T-bet和FOXO1分別為T細胞受體介導(dǎo)的miR-31表達的正調(diào)節(jié)劑和負調(diào)節(jié)劑[17]，三者構(gòu)成促炎性Th1細胞遷移的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)(圖1)。

Th17細胞是一群分泌IL-17的T細胞亞群，其在誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)和自身免疫性疾病中發(fā)揮一定作用，Th17細胞的經(jīng)典調(diào)控途徑為IL-6/轉(zhuǎn)化生長因子β(transforming growth factorβ, TGF-β)/視黃酸相關(guān)孤獨核受體(retinoid-related orphan receptor gammat, RORγt)途徑，此外還有IL-21/TGF-β/RORγt途徑和IL-23/IL-22擴增途徑等[14]。多項研究[18-21]表明，miR-326負向調(diào)控Ets-1進而促進Th17細胞分化，繼而參與系統(tǒng)性紅斑狼瘡、多發(fā)性硬化等自身免疫性疾病的發(fā)生。Zhao等[20]在碘致甲狀腺炎的小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，miR-326抑制Ets-1表達并促進Th17細胞分化，同時miR-326抑制劑能夠促進Th17細胞產(chǎn)生和Ets-1蛋白表達(圖1)。miR-146a是免疫調(diào)節(jié)中的重要調(diào)控因子，多項研究[22-26]表明其參與多種自身免疫性疾病。miR-146a可以通過靶向調(diào)節(jié)TRAF 6、IRAK 1和STAT 1等間接調(diào)控一系列信號通路，共同阻止CD4+T細胞產(chǎn)生促炎性Th1和Th17反應(yīng)，并誘導(dǎo)T細胞介導(dǎo)自身免疫[24-25]。Li等[26]研究發(fā)現(xiàn)，miR-146可以阻斷自分泌的IL-6和IL-21誘導(dǎo)的自身反應(yīng)性CD4+T細胞的Th17分化途徑，從而參與自身免疫病的發(fā)生發(fā)展。Wu等[27]研究發(fā)現(xiàn)，miR-10a在炎癥性腸病炎癥黏膜中表達降低，其機制是抑制IL-12/IL-23p40和NOD2表達，從而阻斷Th1/Th17細胞的免疫反應(yīng)，進而降低炎癥反應(yīng)。

2.2 miRNA與Treg細胞

CD4+CD25+FoxP3+Treg細胞在維持機體對自身抗原的免疫應(yīng)答和抑制，以及宿主的過度免疫應(yīng)答中發(fā)揮著重要的作用，其細胞功能主要依賴于叉頭樣螺旋轉(zhuǎn)錄因子的表達，分泌TGF-β、IL-10、IL-35等免疫性細胞因子，參與免疫耐受機制的建立。有研究發(fā)現(xiàn)[28]，多種自身免疫性疾病與效應(yīng)T細胞的功能失調(diào)有關(guān)。在功能上，Th1和Th2細胞在轉(zhuǎn)錄因子水平上互相抑制，Th17和Treg細胞類似地相互制約[29]。Treg細胞對AITD起保護作用，Treg細胞耗竭可促進實驗性自身免疫性甲狀腺炎的發(fā)生，在多個AITD患者和甲狀腺炎動物模型研究[30-32]中，檢測到Treg細胞數(shù)目減少和(或)功能缺陷。miR-210可通過與Foxp3的3′-UTR區(qū)域結(jié)合，抑制Foxp3核酸和蛋白表達，繼而減弱Treg免疫抑制功能[33](圖1)。Hiratsuka等[34]報道，與健康對照組相比，GD患者中miR-210水平增加約3倍。Zheng等[23]發(fā)現(xiàn)，GD患者血清miR-210水平較高，其與甲狀腺大小呈正相關(guān)，與Foxp3表達呈負相關(guān)，同時GD患者中Foxp3表達較健康對照組降低。由此表明，GD患者體內(nèi)miR-210水平增高可能通過靶向抑制Foxp3表達，繼而削弱Treg細胞功能，從而參與GD發(fā)生發(fā)展。

2.3 miRNA與DC

DC是機體最重要的抗原提呈細胞，參與T細胞免疫應(yīng)答。Hoye等[35]在自身免疫性腦脊髓炎小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，miR-31可直接抑制IL-34表達，而IL-34是小膠質(zhì)細胞存活以及維持血腦屏障完整性的關(guān)鍵組成部分，同時發(fā)現(xiàn)miR-31在通過血腦屏障的骨髓來源的DC中異常表達，表明在炎癥過程中，miR-31可能起著調(diào)節(jié)DC通過血腦屏障轉(zhuǎn)運的作用。由此說明，在自身免疫性腦脊髓炎小鼠模型中，miR-31可能通過調(diào)節(jié)DC進入中樞神經(jīng)系統(tǒng)從而參與多發(fā)性硬化等中樞神經(jīng)系統(tǒng)自身免疫性疾病的發(fā)病。Huang等[36]研究發(fā)現(xiàn)，miR-34a過表達的小鼠體內(nèi)常規(guī)DC和漿細胞樣DC增加，進一步探索發(fā)現(xiàn)miR-34a可促進漿細胞樣DC分化為常規(guī)DC和漿細胞樣DC，而不影響DC的增殖和凋亡；同時發(fā)現(xiàn)miR-34a過表達的DC中TCF1表達量顯著下調(diào)及RORγt表達量上調(diào)，而WNT/β-catenin/TCF1通路調(diào)節(jié)中樞和外周免疫系統(tǒng)中的T細胞功能。上述發(fā)現(xiàn)表明，miR-34a/WNT/TCF1通路可能參與DC細胞對T細胞的分化調(diào)控。

圖1 免疫細胞中miRNA調(diào)節(jié)

在miRNA的免疫機制研究中，不僅可以關(guān)注miRNA在免疫細胞中信號通路，也可以把某些miRNA作為疾病的檢測指標。

3 miRNA與AITD

AITD 是一種常見的自身免疫性疾病，主要包括GD和HT兩種疾病。近年來，大量研究[37-39]發(fā)現(xiàn)，miRNA在AITD患者異常表達(表1)，在AITD的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮作用。

表1 AITD中miRNA的異常表達[37-44]

注：↑表示miRNA在AITD中相對于健康對照組上調(diào)，↓表示miRNA在AITD中相對于健康對照組下調(diào)

3.1 miRNA異常表達在GD發(fā)病中的作用

GD是AITD中最常見的一種疾病，以彌漫性甲狀腺腫和甲亢為特征。GD患者體內(nèi)miRNA變化可能在GD的發(fā)病機制中起作用。Chen等[37]對未經(jīng)治療GD患者研究發(fā)現(xiàn)，GD患者甲狀腺組織、外周血單個核細胞、血清中l(wèi)et-7b相對表達水平較健康對照組相比顯著上調(diào)，同時發(fā)現(xiàn)let-7b與GD的臨床指標促甲狀腺激素受體抗體水平呈高度相關(guān)，進一步研究發(fā)現(xiàn)，let-7b可能靶向調(diào)控PLZF，而PLZF是屬于BTB/POZ家族的轉(zhuǎn)錄因子，通過將多蛋白復(fù)合物募集到調(diào)節(jié)基因元件而發(fā)揮作用,從而阻止促甲狀腺激素受體的產(chǎn)生，進而影響促甲狀腺激素受體抗體的產(chǎn)生，參與GD發(fā)生發(fā)展。

Chen等[38]通過對23例GD患者，其中11例為緩解期GD患者，24例為健康對照者的血清進行研究分析，發(fā)現(xiàn)miR-346表達在GD患者中下調(diào)，其靶基因Bcl-6恰好相反，同時miR-346過表達致CD4+CXCR 5+T細胞功能減弱。GD患者血清miR-346水平與CD4+CXCR5+T細胞百分率呈負相關(guān)[39]。此外，GD患者外周血CD4+T細胞中miR-346表達水平與血清中促甲狀腺素受體抗體、抗甲狀腺過氧化物酶抗體、抗甲狀腺球蛋白抗體等水平呈負相關(guān)。miR-346通過抑制濾泡輔助T細胞的陽性調(diào)節(jié)因子Bcl-6進而調(diào)控CD4+CXCR5+T細胞(圖2)，從而參與GD的發(fā)病過程。

Yamada等[40]發(fā)現(xiàn)GD患者血清miR-16水平顯著高于健康受試者。Caselli等[41]發(fā)現(xiàn)，在通過HHV-6 A誘導(dǎo)AITD期間，HHA-6V感染的T淋巴細胞誘導(dǎo)miR-16顯著增加。上述研究表明miR-16可能在AITD發(fā)病機制中起重要作用，但具體機制尚需進一步研究。

Qi等[42]在GD患者的CD4+T細胞中發(fā)現(xiàn)miR-4443直接抑制TRAF4表達，進而通過NF-κB途徑誘導(dǎo)CD4+T細胞因子異常分泌和增殖。TRAF4是TRAF超家族的成員之一，與其他成員不同，其可以負調(diào)節(jié)免疫信號傳導(dǎo)，其與NOD2、TRAF6以及TRIF相互作用以抑制NF-κB活化；同時發(fā)現(xiàn)，初發(fā)GD患者中的miR-4443異常表達與FT3、FT4、TRAB呈高度相關(guān)[42]，由此可見，miR-4443可能通過負向調(diào)控TRAF4從而參與GD的發(fā)病過程。

3.2 miRNA異常表達在HT發(fā)病中的作用

HT是AITD中另一種較常見的疾病。Zhao等[6]通過對100例HT患者及健康對照組進行檢測發(fā)現(xiàn)，HT患者外周血中miR-205，miR-20a-3p,miR-375,miR-296,miR-451和miR-500a 6種miRNA表達水平明顯高于健康者；其中miR-451，miR-375和miR-500 a 3種miRNA與促甲狀腺激素水平相關(guān)，而miR-20a-3p與甲狀腺球蛋白抗體(Thyroglobulin antibody，TgAb)水平相關(guān)；miR-451異位表達可能通過caspase-3依賴的方式降低細胞活力，促進細胞凋亡，也參與HT患者體內(nèi)細胞凋亡的外部途徑；同時發(fā)現(xiàn)血漿中miR-375和miR-500a高表達與TSH水平呈負相關(guān)，miR-20a-3p與TgAb水平呈負相關(guān)[6]。miR-375，miR-500a，miR-20a-3p在HT患者中的作用機制尚不明確，尚需進一步對miRNA靶基因及功能分析。

miR-142是造血特異性分子之一，在造血細胞分化成熟中發(fā)揮重要作用，其有miR-142-5p和miR-142-3p兩種成熟形式，其中miR-142-5p主要存在于Treg細胞，在多種自身免疫性疾病進展中發(fā)揮著一定的作用[42]。Zhu等[44]通過對20例HT患者甲狀腺組織標本中的miRNA進行篩選發(fā)現(xiàn)，miR-142-5p，miR-142-3p和miR-146均高表達，結(jié)合HT患者臨床數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)miR-142-5p與TgAb呈正相關(guān)；同時對HT患者的血清和濾泡上皮細胞行定量PCR分析發(fā)現(xiàn)，miR-142-5p相對表達量較健康者顯著升高，并證實其可直接與CLDN1非編碼序列結(jié)合位點結(jié)合，從而抑制CLDN1表達。CLDN1作為一種膜蛋白，屬于claudin家族，是緊密連接的組成部分，可充當物理屏障，防止溶質(zhì)自由通過旁細胞間隙[45]。miR-142-5p可能通過抑制CLDN1表達從而破壞細胞旁屏障，使自身抗原如TPO、TG等被免疫系統(tǒng)識別[42]。因此，miR-142-5p可能通過CLDN1參與HT的發(fā)生。

Peng等[46]發(fā)現(xiàn)，HT患者外周血中miRNA-125a-3p相對表達量較健康者明顯降低，同時IL-23R mRNA水平升高，且與TgAb水平呈負相關(guān)；進一步研究發(fā)現(xiàn)，miR-125a-3p與IL-23受體3′-UTR結(jié)合從而抑制IL-23受體表達(圖2)。IL-23對維持Thl7細胞的存活和增殖起重要作用，其主要通過IL-23受體發(fā)揮對細胞的調(diào)控作用[47]，可見IL-23受體對Thl7細胞的調(diào)節(jié)發(fā)揮關(guān)鍵作用。上述結(jié)果提示miR-125a-3p可能通過影響IL-23受體表達調(diào)控Th17細胞功能，從而參與HT的發(fā)生發(fā)展。

Tfh細胞：濾泡輔助T細胞

4 展望

綜上所述，miRNA通過各種調(diào)控通路影響免疫細胞增殖、分化以及凋亡，同時miRNA還可以通過調(diào)控不同的信號通路來影響免疫細胞的數(shù)量和功能，參與自身免疫性疾病的發(fā)病，未來可通過對miRNA靶基因的鑒定和功能分析，分析免疫細胞的過度免疫和免疫功能缺損的分子機制，解釋自身免疫性疾病的發(fā)病機制。