miRNA及LncRNA在器官移植免疫排斥中作用的研究进展(1)
摘要：器官移植是临床上治疗终末期器官衰竭的主要手段，关于器官移植免疫排斥的理论研究目前也非常深入和广泛，但是对于移植术后出现的急性和慢性排斥反应仍然没有得到有效的控制。近年来，非编码RNA(ncRNA)在免疫学中的作用成为人们研究的焦点，它是一类不具有编码蛋白质功能的单链RNA，其中包含两种目前研究最热的ncRNA，即miRNA和lncRNA。大量研究表明，这两种ncRNA在免疫系统的功能方面起着重要的调控作用，以其为基础的基因诊断和治疗在控制器官移植免疫排斥中有着十分重大的前景和意义。本文总结了关于miRNA和lncRNA在免疫学和器官移植免疫排斥中的作用，以期实现对器官移植免疫排斥反应的理想控制和移植物的长期存活。
关键词：器官移植;免疫排斥;非编码RNA
中图分类号：R392.4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2019.02.015
, http://www.100md.com
文章编号：1006-1959(2019)02-0043-05
近年来，器官移植已经成为治疗终末期器官衰竭的标准疗法。最初的问题和并发症主要包括移植器官的急性排斥反应，由于免疫抑制疗法的发展而逐渐减少。尽管实现移植物长期存活的治疗方案已经改善，但是急性和慢性排斥反应仍然是威胁移植物存活的主要因素。目前临床上急性排斥反应的发生率已经降低，但移植物的5年以上存活率仍不理想[1]。现阶段临床上应用免疫抑制剂来控制排斥反应以及同时防止受者因使用免疫抑制剂引起的严重感染仍是一项艰巨的任务。为了防止出现移植器官的急性排斥，受者的术后监测至关重要，而目前在临床上主要通过检测患者术后血液中的一些指标，比如在肾移植术后每日检测血肌酐和尿素氮等。这些指标的突然变化常常预示急性排斥反应的发生，但是需要进一步的组织活检等有创手段来证实。基于当前检测手段的弊端，许多研究小组一直致力于建立更灵敏的检测手段证实急性免疫排斥的发生[2-5]。例如，对排斥反应各阶段的基因表达模式的变化进行检测;对受体术后血细胞中某些基因的mRNA表达水平进行检测，如Fas配体;对其他一些免疫相关标志物，如IL-17、组织相容性复合体Ⅰ类链相关分子A或netrin-1进行检测;对特异性趋化因子和受体基因的表达进行检测，如IP-10、MIG和CCR5等进行检测。然而，这些方法仍存在较大的局限性，目前仍然需要寻找更好的器官排斥诊断和预后的标志物。非编码RNA成为当下研究的热点，它是一类不具有编码蛋白质功能的单链RNA，按其长度不同可以分为两大类，一类是长度超过50个碱基的RNA家族，包括长链非编码RNA(lncRNA)、小核仁RNA(small nucleolar RNA)、环状RNA(circRNA)、转运RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)等;另一类是长度小于50 个碱基的RNA 家族，包括微小RNA(miRNA)、小干扰(siRNA)和PIWI 相互作用RNA(piRNA)等，目前大部分研究人员都将目光聚焦在miRNA 和lncRNA 这两类分子上。
, 百拇医药
1 miRNA与移植免疫
随着对miRNA研究的不断广泛和深入，研究人员发现miRNA在器官移植免疫排斥过程中起着十分重要的调控作用，这预示着以miRNA为基础的基因诊断和治疗在控制器官移植免疫排斥中有着十分重大的前景和意义。
1.1 miRNA概述 miRNA是一种大小约21～23个碱基的单链小分子RNA，是由具有发夹结构的约70～90个碱基大小的单链RNA前体经过Dicer酶加工后生成。尽管到目前为止对于miRNA与免疫功能关系的认识仍然处于起步阶段，但是对它们的深入研究正逐步改变我们对于免疫系统的发生发展以及免疫功能的调控方面的认识[6]。研究发现，miRNA在淋巴细胞的生成、发育与免疫功能过程中发挥重要作用。Chen CZ等[7]通过构建miRNA文库的方法，发现在造血干细胞中过表达 miR-181a后，B细胞的数量显著上升，推测miR-181a主要调节淋巴细胞，特别是B淋巴细胞的分化;在动物模型中，过表达miR-181a后还能减少T淋巴细胞的数量，尤其是CD8+ T细胞;此外，miR-181a还通过调节T细胞抗原受体(T cell receptor，TCR)的敏感性，从而在T细胞发育成熟过程中发挥调控作用。miR-150是另一个与T细胞、B细胞发育成熟相关的miRNA。研究发现，在造血干细胞中过表达miR-150后，成熟B细胞的数量会显著下降[8]。miR-16在单核、中性粒细胞和CD8+ T、CD4+ T等多数细胞和组织中高表达，推测其在调控细胞周期上具有重要的作用。近期研究发现，miR-16能快速降解在3′非翻譯区含有丰富AU的调控元件，包括TNF-α、IL-8、IL-6等，推测miR-16可抑制过度的炎性反应[9]。这些研究揭示，miRNA在免疫调节和炎症反应中均发挥重要作用。
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1.2 miRNA在器官移植免疫排斥中的作用 有研究曾应用受体尿和外周血的某些mRNA表达谱来监测肾移植术后急性排斥反应的发生[10]。这表明不同的mRNA表达能够作为一种无创的检测手段来预测移植免疫排斥的状态。进一步研究证据也提示，与上述mRNA类似，miRNA的表达谱也可以预测同种异体移植物的免疫排斥状态。Nankivell BJ通过对肾移植术后进行活检并分析miRNA的表达水平，结果发现与正常对照组相比，急性排斥反应组中的肾组织标本共有365种miRNA表达水平出现显著性差异[11]。这项研究表明不同表达水平的miRNA能够区分急性免疫排斥组织和健康组织，急性排斥反应和肾功能的变化能够通过高精度检测移植物中的miRNA表达水平来证实。另有研究发现，在急性排斥患者中，外周血及单个核细胞中的某些miRNA，如miR-142-5p，miR155和miR223，出现高表达。在供体器官内，miR146a/b的表达水平在急性排斥反应发生时较对照组显著升高，而这种miRNA在Th1细胞中特异性相关，这同样也证实了单一的miRNA能够作为急性排斥反应的生物标志物[12]。另外，Van Caster P等发现急性排斥反应发生时，miR223在T细胞、B细胞和单核细胞中高表达[13]。在肾移植术后急性排斥反应过程中，肾组织中NKCK-2 mRNA的表达与miR-30-3P和miR-10存在相关性，而且这两种miRNA的表达水平的改变能够影响移植肾实质细胞中免疫细胞的浸润。Sarkar RS等应用微阵列技术和RT-PCR技术分析并确认了急性排斥反应的肾脏组织中差异性表达的71种miRNA，其中12种miRNA表达上调，例如miR-324-3p和miR-611;8种miRNA表达下调，包括miR-125a和miR-31。这些结果表明miRNA可以用来作为急性移植排斥反应中的生物标志物[14]。, 百拇医药(沈云志 王毅军)
关键词：器官移植;免疫排斥;非编码RNA
中图分类号：R392.4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2019.02.015
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文章编号：1006-1959(2019)02-0043-05
近年来，器官移植已经成为治疗终末期器官衰竭的标准疗法。最初的问题和并发症主要包括移植器官的急性排斥反应，由于免疫抑制疗法的发展而逐渐减少。尽管实现移植物长期存活的治疗方案已经改善，但是急性和慢性排斥反应仍然是威胁移植物存活的主要因素。目前临床上急性排斥反应的发生率已经降低，但移植物的5年以上存活率仍不理想[1]。现阶段临床上应用免疫抑制剂来控制排斥反应以及同时防止受者因使用免疫抑制剂引起的严重感染仍是一项艰巨的任务。为了防止出现移植器官的急性排斥，受者的术后监测至关重要，而目前在临床上主要通过检测患者术后血液中的一些指标，比如在肾移植术后每日检测血肌酐和尿素氮等。这些指标的突然变化常常预示急性排斥反应的发生，但是需要进一步的组织活检等有创手段来证实。基于当前检测手段的弊端，许多研究小组一直致力于建立更灵敏的检测手段证实急性免疫排斥的发生[2-5]。例如，对排斥反应各阶段的基因表达模式的变化进行检测;对受体术后血细胞中某些基因的mRNA表达水平进行检测，如Fas配体;对其他一些免疫相关标志物，如IL-17、组织相容性复合体Ⅰ类链相关分子A或netrin-1进行检测;对特异性趋化因子和受体基因的表达进行检测，如IP-10、MIG和CCR5等进行检测。然而，这些方法仍存在较大的局限性，目前仍然需要寻找更好的器官排斥诊断和预后的标志物。非编码RNA成为当下研究的热点，它是一类不具有编码蛋白质功能的单链RNA，按其长度不同可以分为两大类，一类是长度超过50个碱基的RNA家族，包括长链非编码RNA(lncRNA)、小核仁RNA(small nucleolar RNA)、环状RNA(circRNA)、转运RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)等;另一类是长度小于50 个碱基的RNA 家族，包括微小RNA(miRNA)、小干扰(siRNA)和PIWI 相互作用RNA(piRNA)等，目前大部分研究人员都将目光聚焦在miRNA 和lncRNA 这两类分子上。
, 百拇医药
1 miRNA与移植免疫
随着对miRNA研究的不断广泛和深入，研究人员发现miRNA在器官移植免疫排斥过程中起着十分重要的调控作用，这预示着以miRNA为基础的基因诊断和治疗在控制器官移植免疫排斥中有着十分重大的前景和意义。
1.1 miRNA概述 miRNA是一种大小约21～23个碱基的单链小分子RNA，是由具有发夹结构的约70～90个碱基大小的单链RNA前体经过Dicer酶加工后生成。尽管到目前为止对于miRNA与免疫功能关系的认识仍然处于起步阶段，但是对它们的深入研究正逐步改变我们对于免疫系统的发生发展以及免疫功能的调控方面的认识[6]。研究发现，miRNA在淋巴细胞的生成、发育与免疫功能过程中发挥重要作用。Chen CZ等[7]通过构建miRNA文库的方法，发现在造血干细胞中过表达 miR-181a后，B细胞的数量显著上升，推测miR-181a主要调节淋巴细胞，特别是B淋巴细胞的分化;在动物模型中，过表达miR-181a后还能减少T淋巴细胞的数量，尤其是CD8+ T细胞;此外，miR-181a还通过调节T细胞抗原受体(T cell receptor，TCR)的敏感性，从而在T细胞发育成熟过程中发挥调控作用。miR-150是另一个与T细胞、B细胞发育成熟相关的miRNA。研究发现，在造血干细胞中过表达miR-150后，成熟B细胞的数量会显著下降[8]。miR-16在单核、中性粒细胞和CD8+ T、CD4+ T等多数细胞和组织中高表达，推测其在调控细胞周期上具有重要的作用。近期研究发现，miR-16能快速降解在3′非翻譯区含有丰富AU的调控元件，包括TNF-α、IL-8、IL-6等，推测miR-16可抑制过度的炎性反应[9]。这些研究揭示，miRNA在免疫调节和炎症反应中均发挥重要作用。
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1.2 miRNA在器官移植免疫排斥中的作用 有研究曾应用受体尿和外周血的某些mRNA表达谱来监测肾移植术后急性排斥反应的发生[10]。这表明不同的mRNA表达能够作为一种无创的检测手段来预测移植免疫排斥的状态。进一步研究证据也提示，与上述mRNA类似，miRNA的表达谱也可以预测同种异体移植物的免疫排斥状态。Nankivell BJ通过对肾移植术后进行活检并分析miRNA的表达水平，结果发现与正常对照组相比，急性排斥反应组中的肾组织标本共有365种miRNA表达水平出现显著性差异[11]。这项研究表明不同表达水平的miRNA能够区分急性免疫排斥组织和健康组织，急性排斥反应和肾功能的变化能够通过高精度检测移植物中的miRNA表达水平来证实。另有研究发现，在急性排斥患者中，外周血及单个核细胞中的某些miRNA，如miR-142-5p，miR155和miR223，出现高表达。在供体器官内，miR146a/b的表达水平在急性排斥反应发生时较对照组显著升高，而这种miRNA在Th1细胞中特异性相关，这同样也证实了单一的miRNA能够作为急性排斥反应的生物标志物[12]。另外，Van Caster P等发现急性排斥反应发生时，miR223在T细胞、B细胞和单核细胞中高表达[13]。在肾移植术后急性排斥反应过程中，肾组织中NKCK-2 mRNA的表达与miR-30-3P和miR-10存在相关性，而且这两种miRNA的表达水平的改变能够影响移植肾实质细胞中免疫细胞的浸润。Sarkar RS等应用微阵列技术和RT-PCR技术分析并确认了急性排斥反应的肾脏组织中差异性表达的71种miRNA，其中12种miRNA表达上调，例如miR-324-3p和miR-611;8种miRNA表达下调，包括miR-125a和miR-31。这些结果表明miRNA可以用来作为急性移植排斥反应中的生物标志物[14]。, 百拇医药(沈云志 王毅军)