《眼科新进展》  2020年1期 86-89   出版日期:2020-01-05   ISSN:1003-5141   CN:41-1105/R
非编码RNA在葡萄膜炎发生发展过程中的调控作用研究进展


        葡萄膜炎是一类眼科常见、以眼内炎症为特征的自身免疫性疾病,主要涉及到虹膜、睫状体和脉络膜的炎症,常见症状有眼疼、畏光、前房积脓、玻璃体混浊等。流行病学数据显示,美国的葡萄膜炎发生率为每年20/万~115/万[1-2];中国约有500多万葡萄膜炎患者,并呈逐年上升趋势[3]。在葡萄膜炎患者中,Vogt-小柳原田综合征(Vogt-Koyanagi-Harada syndrom,VKH)和白塞病(Behcet disease,BD)是常见的发病类型。

1 非编码RNA


        非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)是指不编码蛋白质的RNA分子,可分为长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)和短链非编码(small non-coding RNA,sncRNA)。通常而言,长度大于200 nt的ncRNA称为lncRNA;长度小于200 nt的ncRNA称为sncRNA[4]。微小RNA(microRNA,miRNA)和lncRNA是ncRNA的两种主要类型。其中,miRNA的长度通长约为22个核苷酸,在基因转录、RNA成熟和蛋白质翻译等水平调控基因表达,参与许多重要的生命过程[4-5];lncRNA可参与多种生物学过程,包括细胞增殖、分化、凋亡、发育和免疫反应等[6-8]。有研究发现,miRNA和lncRNA与眼部疾病的发生发展关系密切,涉及多种分子和不同的调控机制及信号通路[9]。深入研究ncRNA在葡萄膜炎生理、病理过程中的作用机制将为临床治疗葡萄膜炎提供新的作用靶点和理论依据。

2 ncRNA与葡萄膜炎


2.1 lncRNA与VKH

 lncRNA可在表观遗传学、转录、疾病发生与发生、细胞分化和个体发育等重要的生命过程发挥调控作用。VKH是与黑色素蛋白免疫紊乱相关累及多器官的自身免疫性疾病,其特征为双侧肉芽肿性全葡萄膜炎,常伴有白癜风、脊髓灰质炎和中枢神经系统症状[10-13]。Yue等[14]对VKH患者lncRNA的110个单核苷酸多态性位点基因型和频率的相关性进行了研究,结果发现与对照组相比,VKH患者中位于UBLCP1、IL12B和LOC285627之间rs6871626的A等位基因频率显著增加,CC基因型频率降低,功能性研究显示,rs6871626 CC基因型携带者在脂多糖刺激后外周血单核细胞的LOC285627 mRNA表达降低和抗炎细胞因子IL-10产生增加,是VKH的保护性基因型。该研究发现LOC285627、IL12B和UBLCP1可在人葡萄膜组织中表达,可影响葡萄膜炎的病理生理进程。

2.2 miRNA与VKH
2.2.1 miR-20a-5p与VKH

 Chang等[15]研究证实,抑瘤素M(oncostatin M,OSM)和C-C基序趋化因子配体1(C-C motif chemokine ligand 1,CCL1)具有促炎作用,是miR-20a-5p调控的靶基因,且两者呈负相关。另有研究发现,磷酸肌醇3-激酶-AKT(phosphoinositide 3-kinase-AKT,PI3K-AKT)途径与机体免疫应答反应和炎症反应有关,且其表达受某些miRNA调控[16-18]。miR-20a-5p是炎症抑制性miRNA,在VKH活动期主要通过抑制PI3K-AKT通路活性和OSM和CCL1的过表达抑制CD4+T细胞中IL-17的表达。miR-20a-5p在VKH活动期CD4+T细胞中的表达水平是显著降低的[15],推测这可能与启动子的高甲基化有关。因此,明确miRNA的作用通路及其靶基因有助于理解miRNA在VKH发病机制中的作用,并为药物研发提供思路。

2.2.2 miR-182与VKH

 转录因子叉头盒O1(forkhead box O1,FoxO1)可调控Treg(regulatory T cell,Treg)细胞的发育和功能[19]。miR-182可作用于FoxO1的3’UTR,抑制FoxO1的表达,或者通过被IL-2受体α诱导,以调节Treg细胞的特异性和稳定性,进而影响辅助T细胞表达。有研究证实,在BD和VKH患者的抗CD3/CD28抗体刺激的CD4+T细胞中,miR-182rs76481776 TT/CT患者miR-182的表达显著高于CC患者,CC基因型频率在这2种疾病中显著降低,证实BD和VKH患者的主要临床特征与rs76481776相关。Yu等[20]研究认为miR-182还可能与BD和VKH患者的遗传易感性相关。

2.3 lncRNA与BD

 BD是一种累及多系统的慢性疾病,主要表现为黏膜皮肤病变,如口腔和生殖器溃疡、葡萄膜炎等。目前认为,BD临床表现是复杂的遗传背景与先天性和适应性免疫系统相互作用的结果[21]。Th17(T helper 17)细胞是近几年发现的CD4+T细胞新的功能亚群,主要通过分泌大量的IL-17来发挥生物学效应[22]。研究发现,与DNA损伤诱导转录物4(DNA-damage-inducible transcript 4,DDIT4)相关的lncRNA DDIT4在幼稚CD4+ T细胞中,通过增加DDIT4表达和减少DDIT4/mTOR途径的活化从而抑制IL-17的转录,即lncDDIT4可直接靶向于DDIT4来调节Th17细胞的分化[23]。Na等[24]研究发现,BD活动期CD4+ T细胞中IL-17表达增加且BD患者血清和上清液中IL-17水平也较高,认为上调的IL-17表达可能与BD的临床活动有关。lncRNA可能通过调控Th17细胞的分化参与BD的病理过程。

2.4 miRNA与BD
2.4.1 miR-23b与BD

 研究发现,BD患者Notch信号通路的活化与miR-23b的低水平表达有关,CD4+T细胞转染miR-23b后Notch通路活化水平降低,细胞内Notch结构域NICD(Notch intracellular domain)以及T细胞中的IL-17和IFN-γ均低水平表达[25]。该发现为Notch通路成为BD新的治疗方法提供了理论基础。

2.4.2 miR-155与BD

 Ets-1(E26 transformation-specific-1)是转录因子Ets家族的成员之一,可调控细胞多种生物学进程,并在自身免疫性疾病中发挥重要作用[26]。有研究证实,Ets-1是Th17 细胞重要的负调控因子,Ets-1缺陷的辅助型T细胞中,Th17 细胞的分化能力增强且IL-17 细胞因子表达水平显著增加[27]。在BD活动期,患者miR-155和IL-17的表达显著增加,而Ets-1表达显著降低。抑制BD活动期miR-155的表达可增加Ets-1的水平,并可减少分泌IL-17的T细胞的数量和IL-17的水平[28]。Na等[28]发现,miRNA155可靶向作用于Ets-1,并可调节Th17的免疫应答,从而减少致病性IL-17水平。然而,也有研究表明,miR-155在BD活动期表达显著降低,miR-155可通过靶向作用于TAB2(TGF-beta activated kinase 1 binding protein 2)负调节细胞内IL-17的表达[29]。miR-155的动态变化与BD的发病过程之间的关系还应进行更深入的研究。

2.4.3 miR-21与BD

 miR-21抑制剂可通过调节细胞因子和Toll样受体4(Toll-like receptors-4,TLR-4)的表达改善BD的炎症症状。在单纯疱疹病毒诱导的BD小鼠模型中,腹腔内注射miR-21抑制剂与注射转染剂的对照组相比,注射抑制剂的小鼠IL-17、IL-6血清水平显著下降,TLR-4表达水平下调,而PDCD4、PD-1、IL-12p35表达水平上调,并且小鼠的BD症状得到了明显改善,证实miR-21拮抗剂可能对BD症状具有一定的抑制作用[30]

2.4.4 miR-185与BD

 miR-185与免疫功能密切相关。miR-185低表达可增加自身反应性抗体的分泌,过表达可降低外周血中淋巴细胞水平。有研究表明,BD患者体内miR-185表达水平显著降低。络合素(complexin-1,CPLX1)可参与神经发育和神经递质释放,具有促炎作用。U g ˇ urel等[31]研究表明,CPLX1参与了BD的发病过程,而miR-185可调节CPLX1的表达,从而影响BD发生发展。

2.5 ncRNA与前葡萄膜炎

 前葡萄膜炎(anterior uveitis,AU)是指发生于虹膜、睫状体的炎症,是葡萄膜炎中最常见的类型,具有病因复杂、发病率高且易反复发作等特点[32]。miRNA146a和miRNA155在AU活动期表达均增加。O’Rourke等[33]证实miRNA146a可负调控CD80、PRKCE和VASN的表达,而miRNA155可负调控SMAD2、TYRP1和FBXO22的表达,该发现为AU的临床治疗提供了新的靶点。在实验性自身免疫性前葡萄膜炎(experimental autoimmune anterior uveitis,EAAU)的研究中,Hsu等[34]发现miRNA的动态变化会促进核因子κB(nuclear factor kappa B,NF-κB)的活化,进而激活下游Th17和Th1特异性细胞因子和效应T细胞,最终引起光感受器细胞凋亡;进一步研究发现,miR-146a可缓解Lewis大鼠EAAU的炎症反应。miR-146a在NF-κB活化时被激活并进行转录,进而抑制肿瘤坏死因子相关受体因子6(tumor necrosis factor receptor-associated factor 6,TRAF6)和白细胞介素受体相关激酶1(interleukin receptor-associated kinase 1,IRAK1)的水平,从而抑制NF-κB的表达,有效降低EAAU的眼内炎症[35]

2.6 ncRNA与实验性自身免疫性葡萄膜炎

 实验性自身免疫性葡萄膜视网膜炎(experimental autoimmune uveitis,EAU)是一种由 T 细胞介导的、具有靶器官特异性的自身免疫性相关疾病,该疾病靶向作用于由视网膜抗原免疫诱导的神经视网膜和相关组织。EAU大鼠模型是研究人类葡萄膜炎的经典动物模型。目前EAU模型已成为评估新型免疫治疗和常规治疗策略的宝贵工具[36-37]

2.6.1 miRNA与EAU

 Sun等[38]研究发现,rno-miR-30b-5p在EAU大鼠的脾脏、淋巴结和眼组织中下调,并可上调T细胞内的IL-10和TLR4阳性细胞的比例抑制葡萄膜炎的发展;研究还发现,EAU大鼠眼、脾、淋巴结内Notch1、Dll4基因表达上调,而rno-miR-30b-5p表达下调,且Notch1、Dll4是rno-miR-30b-5p的靶基因,推测rno-miR-30b-5p有可能成为葡萄膜炎治疗的新靶点[39]。Escobar等[40]发现,EAU活动期miR-155-STAT3轴可介导致病性Th17细胞的扩增,加重葡萄膜炎的发展。另有研究发现,免疫诱导后的EAU小鼠眼中miR-223、466d-5p、669f、881、142-5p、142-3p和21等显著上调;miRNA-197、181a、182、183、124、96和let-7d等显著下调,且miRNA-142-5p和miRNA-21等动态表达变化与Th17细胞分泌的IL-17表达变化一致[41]。Guo等[42]研究证实,EAU中部分差异表达的miRNA可能与T细胞受体信号通路、B细胞受体信号通路以及Toll样受体信号通路活化相关。

2.6.2 siRNA与EAU

 siRNAs是21~23个核苷酸长度的小干扰RNA,属sncRNA,可减少靶基因表达。骨桥蛋白(osteopontin,OPN)作为一种分泌型的磷酸化糖蛋白,可促进Th1介导的免疫疾病的发展。将siRNA靶向作用于OPN编码序列(siRNA targeting the OPN coding sequence,OPN-siRNA))可减少OPN表达并可抑制OPN的功能。Iwata等[43]研究表明,OPN-siRNA处理组培养物上清液中的肿瘤坏死因子-α、干扰素-γ、IL-2和IL-17水平减少,并且区域淋巴结中T淋巴细胞的增殖也被抑制,OPN-siRNA可用于预防控制葡萄膜炎的发生发展。

3 结语


        目前研究表明,ncRNA在葡萄膜炎的发生发展中可发挥重要作用,不同的ncRNA涉及不同的调控机制,并通过不同的作用靶点及信号通路影响葡萄膜炎的发生发展。然而ncRNA在葡萄膜炎发生发展作用机理的研究尚未完全明确,深入探索不同类型的ncRNA在葡萄膜炎发病过程中的作用,对阐释葡萄膜炎的病理机制具有重要作用,并可为葡萄膜炎的早期诊断和治疗提供分子标志物和作用靶点。