黃秋萍 袁歡 王宜林 黃慶生 李琦，2★

微小 RNA（microRNAs，miRNAs）是一種非編碼的單鏈小RNA，通過與靶mRNA的3′非編碼區(qū)（3′-untranslated region，3′-UTR）特異性互補(bǔ)配對(duì)，降低靶基因mRNA的穩(wěn)定性或抑制蛋白質(zhì)翻譯，調(diào)控細(xì)胞的功能和多種生理過程。自然殺傷（naturalkiller，NK）細(xì)胞是人體免疫防御的第一道防線，在抗腫瘤、抗病毒感染和免疫調(diào)節(jié)方面發(fā)揮重要作用［1］。本文總結(jié)了近年來miRNA在NK細(xì)胞分化發(fā)育與功能調(diào)控中的作用，對(duì)miRNA在NK細(xì)胞免疫調(diào)控中作用的了解有利于從分子細(xì)胞水平上揭示某些疾病的發(fā)病機(jī)理并為其臨床防治提供新理論與新依據(jù)。

1 NK細(xì)胞概述

人的NK細(xì)胞是CD56陽性且CD3陰性（CD56+CD3-）的大顆粒淋巴細(xì)胞。根據(jù)NK細(xì)胞表面CD56分子和Fc受體CD16（Fcγ RⅢA）的表達(dá)水平不同又可將NK細(xì)胞分為CD56dimNK細(xì)胞和 CD56brightNK細(xì)胞 2類亞群［2］。CD56dimNK 細(xì)胞和CD56brightNK細(xì)胞在分布與功能等方面存在較大差異。CD56dim亞群在骨髓、外周血、脾臟中占主導(dǎo)地位，胞內(nèi)含有大量穿孔素（perforin）和顆粒酶（granzyme，Grz）；而 CD56bright亞群則在淋巴結(jié)、扁桃體和蛻膜中占主導(dǎo)地位，以釋放細(xì)胞因子為主要功能，并參與免疫調(diào)節(jié)［3］。NK細(xì)胞沒有主要組織相容性復(fù)合體（major histocompatibility complex，MHC）限制，無需特異性抗原刺激，可直接被激活并殺死靶細(xì)胞。因此NK細(xì)胞在人體固有免疫系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。

2 miRNA的產(chǎn)生以及生物學(xué)功能

成熟的miRNA由基因轉(zhuǎn)錄后的初級(jí)轉(zhuǎn)錄本經(jīng)過一系列核酸酶的切割而形成。初級(jí)轉(zhuǎn)錄本被稱為pri-miRNAs，其片段長度從幾百到幾千個(gè)堿基不等。pri-miRNA通過由RNA聚合酶III（Drosha）和雙鏈RNA結(jié)合蛋白（DGCR8）組成的蛋白質(zhì)復(fù)合物修剪。形成長度為60～70個(gè)核苷酸的miRNA 前體，即 pre-miRNA［4-5］。pre-miRNA 的結(jié)構(gòu)為單一發(fā)夾，5′端帶有磷酸基團(tuán)，3′端有2個(gè)突出堿基，并帶有3′羥基。pre-miRNA的3′剪切位點(diǎn)被轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白exportin5識(shí)別，依賴于Ras（rat sarcoma）相關(guān)核蛋白和 GTP（guanosine triphos phate）途徑，pre-miRNA 被 exportin5帶入胞質(zhì)區(qū)域［6］；接下來，pre-miRNA被另外一個(gè)RNA聚合酶Ⅲ（Dicer）與TAR RNA結(jié)合蛋白（TAR RNA binding protein，TRBP）復(fù)合物剪切，從而得到單鏈成熟miRNA。成熟的miRNA與其他相關(guān)蛋白質(zhì)組成RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體（RNA-induced silencing complex，RISC）［7］，引起靶 mRNA 的降解或翻譯抑制（圖1）。

圖1 miRNA形成與作用機(jī)制Figure 1 The formation and action mechanism of miRNA

3 miRNA調(diào)控NK細(xì)胞的生長發(fā)育及功能

miRNA在生物體內(nèi)廣泛存在，雖不直接參與編碼基因和蛋白質(zhì)的翻譯，但因其可以調(diào)控靶標(biāo)基因的表達(dá)，在生理和病理過程中發(fā)揮著強(qiáng)大的調(diào)控作用。關(guān)于miRNA在調(diào)節(jié)T、B細(xì)胞的成熟和功能方面的作用已有了較多的研究，但針對(duì)miRNA調(diào)控NK細(xì)胞發(fā)育與功能方面的報(bào)道則較少。近幾年，隨著人們對(duì)NK細(xì)胞功能重要性認(rèn)識(shí)的提高，miRNA在NK細(xì)胞發(fā)育與功能的調(diào)控中扮演的重要角色引起學(xué)界的廣泛關(guān)注，并取得了許多研究進(jìn)展。

3.1 miRNA調(diào)控NK細(xì)胞發(fā)育

眾所周知，Notch信號(hào)影響細(xì)胞功能的多個(gè)過程，包括多能祖細(xì)胞的分化、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞增殖及細(xì)胞邊界的形成。而c-Myb是一種原癌基因，在細(xì)胞增殖、分化方面具有重要作用。Cichocki等［8］的研究發(fā)現(xiàn)，在NK細(xì)胞中，miR-181可通過抑制Notch信號(hào)的抑制劑Nemo樣激酶（Nemo-like kinase，NLK）的表達(dá)水平來促進(jìn)NK細(xì)胞的發(fā)育和成熟的過程。類似的，其它一些miRNAs，如miR-15/16［9］，miR-150［10］也能夠調(diào)控 NK 細(xì)胞的成熟過程，這些miRNAs都可通過靶向c-Myb來促進(jìn)NK細(xì)胞走向成熟。

miR-155也是一條能夠調(diào)控NK細(xì)胞功能的重要miRNA，可通過抑制肌醇磷酸酶-1（SH2-containing inositol phosphatase-1，SHIP-1）的表達(dá)，增強(qiáng)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（extracellular regulatedprotein kinases，ERK）和蛋白激酶 B（protease kinase B）的活性，從而增強(qiáng)NK細(xì)胞的細(xì)胞毒活性，調(diào)控NK細(xì)胞的發(fā)育和NK細(xì)胞在體內(nèi)的動(dòng)態(tài)平衡和活化過程［11］。

3.2 miRNA調(diào)控NK細(xì)胞的細(xì)胞毒功能

在人體先天免疫過程中，NK細(xì)胞被激活后，通過釋放誘導(dǎo)凋亡的GrzB、perforin和一系列細(xì)胞因子，如IFN-γ和TNF-α等發(fā)揮針對(duì)靶細(xì)胞的細(xì)胞毒作用。

Ni等［12］的研究團(tuán)隊(duì)在人外周血 NK（peripheral NK，pNK）細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了高表達(dá)的miR-362-5p，該miRNA通過靶向腫瘤抑制因子頭帕腫瘤綜合征蛋白（cylindromatosis，CYLD），使 NK 細(xì)胞中CD107a表達(dá)量上調(diào)，促進(jìn)perforin、GrzB的分泌，從而促進(jìn)NK細(xì)胞的細(xì)胞毒性。

與miR-362-5p作用相反，miR-223和miR-27a*負(fù)調(diào)控NK細(xì)胞的細(xì)胞毒功能。miR-223可直接抑制NK細(xì)胞中GrzB mRNA的翻譯；miR-27a*則可同時(shí)抑制NK細(xì)胞中GrzB和perforin mRNA的翻譯來抑制NK細(xì)胞的細(xì)胞毒性功能［13］。

在調(diào)控NK細(xì)胞分泌IFN-γ方面，miR-155起著重要的促進(jìn)作用。SHIP-1是調(diào)節(jié)IFN-γ表達(dá)的負(fù)性調(diào)控因子，但miR-155可通過下調(diào)SHIP-1的表達(dá)促進(jìn)NK細(xì)胞對(duì)IFN-γ的分泌［11］。除了SHIP1，miR-155還可調(diào)控多種靶標(biāo)基因，例如Noxa 和 SOCS-1（Suppressor of cytokine signaling-1）等，說明miR-155參與細(xì)胞內(nèi)多條信號(hào)通路的調(diào)節(jié)，對(duì)細(xì)胞的功能發(fā)揮重要的調(diào)控作用。而與miR-155作用相反，miR-29、miR-15/16可直接作用于IFN-γ mRNA 的 3’UTR 區(qū)域，抑制IFN-γ mRNA的翻譯，從而抑制NK細(xì)胞中IFN-γ的合成［14］。除此之外，最新的研究表明，miR-146 a通過NF-κB負(fù)調(diào)節(jié)NK細(xì)胞中IFN-γ的產(chǎn)生，并且這種miRNA可能對(duì)于防止NK細(xì)胞被超活化和過度產(chǎn)生IFN-γ 至關(guān)重要［15］。在調(diào)控 NK 細(xì)胞分泌 TNF-α方面，miR-30 c-1*作用于NK細(xì)胞CD226促進(jìn)TNF-α的產(chǎn)生并增強(qiáng)NK細(xì)胞的殺傷作用［16］。

3.3 miRNA在抗感染免疫與抗腫瘤免疫中對(duì)NK細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用

3.3.1 miRNA與小鼠巨細(xì)胞病毒

在小鼠巨細(xì)胞病毒（mouse cytomegalovirus，MCMV）感染的NK細(xì)胞模型中，miR-155在NK細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)，該miRNA通過作用于信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子（signal transduction and activator of transcription，STAT）-4以響應(yīng)NK細(xì)胞刺激因子IL-12和IL-18的信號(hào)。盡管在正常生理狀態(tài)下，miR-155對(duì)于NK細(xì)胞的細(xì)胞毒功能和細(xì)胞因子的分泌是非必需的，但受到MCMV感染后，miR-155的缺乏會(huì)導(dǎo)致淋巴組織和非淋巴組織中NK細(xì)胞功能受損和記憶NK細(xì)胞數(shù)量的減少，說明在MCMV病理?xiàng)l件下，miR-155對(duì)NK細(xì)胞的功能發(fā)揮重要的調(diào)控作用［17］。

3.3.2 miRNA與肝臟疾病

Cheng等［18］的研究表明對(duì)于感染慢性丙型肝炎病毒（hepatitis C virus，HCV）的患者，miR-155是抑制HCV感染的信號(hào)蛋白的miRNA，在HCV感染的NK細(xì)胞中被下調(diào)；T細(xì)胞免疫球蛋白及黏蛋白域蛋白（T cell immunoglobulin domain and mucin domain，TIM）-3是負(fù)性調(diào)節(jié)劑，在感染慢性HCV的患者NK細(xì)胞中上調(diào)。其中調(diào)節(jié)機(jī)制是miR-155通過觸發(fā)STAT-5磷酸化來阻斷TIM-3信號(hào)，增強(qiáng)NK細(xì)胞分泌IFN-γ的能力，即miR-155通過下調(diào)TIM-3的表達(dá)來調(diào)節(jié)NK細(xì)胞的功能，因此在患者體內(nèi)低表達(dá)的miR-155增強(qiáng)了TIM-3信號(hào)，從而減少了IFN-γ分泌，導(dǎo)致NK細(xì)胞的細(xì)胞毒功能降低。

在慢性乙型肝炎（chronic hepatitis B，CHB）感染患者和肝癌（hepatocellular carcinoma，HCC）患者中，NK細(xì)胞功能被顯著抑制，但導(dǎo)致這種功能抑制的機(jī)制仍不清楚。有關(guān)研究顯示，與來自正常供體的NK細(xì)胞相比，CHB和HCC患者的NK細(xì)胞中，miR-146a表達(dá)量上調(diào)并通過靶向STAT-1下調(diào)IFN-γ的分泌，抑制NK細(xì)胞的細(xì)胞毒性［19］。Ge等［20］的最新研究發(fā)現(xiàn)在CHB患者的NK細(xì)胞中，miR-155表達(dá)下調(diào)并通過靶向SOCS-1而降低IFN-γ的產(chǎn)生，NK細(xì)胞殺傷活性的下降可能導(dǎo)致CHB感染期間的免疫功能障礙。

相反的，有一些miRNA可對(duì)NK細(xì)胞的功能產(chǎn)生積極的影響。例如，miR-34a的過度表達(dá)可上調(diào)HCC患者NK細(xì)胞中自然殺傷細(xì)胞2族成員（natural killer group 2 member D，NKG2D）和perforin的表達(dá)，促進(jìn)NK細(xì)胞的發(fā)育并增加NK細(xì)胞對(duì)靶細(xì)胞的殺傷活性［21］。除此之外，miR-182也可通過調(diào)節(jié)NKG2D的表達(dá)而增強(qiáng)NK細(xì)胞對(duì)HCC的細(xì)胞毒性［22］。

3.3.3 miRNA調(diào)控乳腺癌

Breunig等［23］研究發(fā)現(xiàn)，miR-519a-3p的高表達(dá)可干擾乳腺癌細(xì)胞的凋亡信號(hào)，使腫瘤細(xì)胞凋亡減少。同時(shí)，miR-519a-3p可下調(diào)乳腺癌細(xì)胞中能被NKG2D識(shí)別的UL16結(jié)合蛋白2（UL16 blinding protein 2，ULBP2）和主要組織相溶性復(fù)合體Ι類分子相關(guān)蛋白A（major histocompatibility complex class Ι chain-related protein A，MICA）的表達(dá)，從而削弱乳腺癌細(xì)胞對(duì)NK細(xì)胞殺傷作用的敏感性，提示高表達(dá)的miR-519a-3p水平可能與乳腺癌的不良生存率相關(guān)。

3.3.4 miRNA調(diào)控登革熱感染

針對(duì)于登革熱病毒（dengue virus，DENV）感染目前尚無確切有效的病原治療，且DENV感染的免疫發(fā)病機(jī)制尚不完全清楚，所以DENV仍然是一個(gè)主要的公共健康威脅。但相關(guān)研究推測GrzB可能在登革熱病毒的感染過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。miR-378是NK細(xì)胞細(xì)胞毒功能的負(fù)性調(diào)控因子［24］，Liu 等［25］發(fā)現(xiàn)，在 DENV 感染患者 NK 細(xì)胞中miR-378下調(diào)，當(dāng)對(duì)DENV感染小鼠加入miR-378 agomir使得miR-378過表達(dá)后發(fā)現(xiàn)GrzB表達(dá)被抑制并促進(jìn)DENV復(fù)制。該結(jié)果提示miR-378在調(diào)節(jié)GrzB表達(dá)中的重要作用，以及GrzB在體內(nèi)控制DENV復(fù)制對(duì)人體的保護(hù)作用，為尋找DENV感染的免疫發(fā)病機(jī)制提供了新的切入點(diǎn)。

4 展望

作為一種非編碼小分子，miRNA調(diào)節(jié)體內(nèi)許多生理和病理過程，并在調(diào)節(jié)NK細(xì)胞的發(fā)育、成熟、活化及細(xì)胞毒作用等多個(gè)環(huán)節(jié)中都扮演著重要角色。同時(shí)，在病理?xiàng)l件下，miRNA對(duì)NK細(xì)胞的功能也有一定的影響。對(duì)miRNA調(diào)控NK細(xì)胞功能的深入研究，將有助于從分子細(xì)胞水平上理解某些感染、慢性炎癥、腫瘤等疾病的病理機(jī)制。同時(shí)，一些發(fā)揮重要調(diào)控作用的關(guān)鍵miRNAs有望成為疾病快速診斷、治療和預(yù)后評(píng)估的重要生物標(biāo)志物，或基因治療藥物的靶標(biāo)。在未來的研究中，通過開發(fā)能夠調(diào)節(jié)NK細(xì)胞的發(fā)育或功能的關(guān)鍵miRNA抑制劑或模擬物而針對(duì)性地調(diào)控NK細(xì)胞的功能可為相關(guān)疾病的預(yù)防和治療提供新思路。