鄒銳濤, 蔡桂月, 陳曉旋, 李志嘉, 陳嶸祎

1.廣東醫(yī)科大學，廣東 湛江 523024;2.南方醫(yī)科大學皮膚病醫(yī)院，廣東 廣州 510091

microRNA(miRNA)是在真核細胞中一類內(nèi)源性且具有調(diào)控功能的非編碼RNA，長度約為19～25 nt[1]。這種小RNA是通過結(jié)合并切割其信使RNA(mRNA)或以其他方式抑制其翻譯成蛋白質(zhì)來抑制特定靶基因的表達[2]。近年來，越來越多的證據(jù)顯示病原體在感染期間能夠通過對宿主細胞miRNA表達水平的調(diào)控來抑制或增強宿主自身免疫炎癥反應，進而影響疾病的發(fā)生、發(fā)展以及轉(zhuǎn)歸。本文主要就miRNA在感染性疾病炎癥反應中的作用作一綜述，以期為miRNA在免疫調(diào)控中的作用及感染性疾病的研究提供新思路。

1 miRNA的產(chǎn)生過程以及功能

miRNA普遍存在于細胞、組織和體液當中，并在不同液體類型中表現(xiàn)出不同的組成。第一個miRNA lin-4是1993年在秀麗隱桿線蟲上被發(fā)現(xiàn)的[3]。在真核生物細胞核內(nèi)，基因組DNA在DNA聚合酶Ⅱ作用下編碼生成長度大約為300～1 000 nt的pri-miRNA；pri-miRNA經(jīng)過第一個雙鏈RNA 特異的核糖核酸酶 Drosha 切割后，生成具有莖環(huán)結(jié)構(gòu)的pre-miRNA，即microRNA前體，長度大約為70～90 nt；在 Ran-GTP依賴的核質(zhì)/細胞質(zhì)轉(zhuǎn)運蛋白Exportin5的作用下, 將pre-miRNA從細胞核內(nèi)轉(zhuǎn)運至細胞質(zhì)中，經(jīng)過核糖核酸酶Dicer酶切割后，成為長約19～25 nt的成熟miRNA雙鏈體[4]。每個miRNA分子可以靶向100個或更多轉(zhuǎn)錄物，并且多個miRNA物種可能調(diào)節(jié)單個mRNA，miRNAs基本上涉及到迄今為止研究的每一個細胞過程，包括細胞的生長和凋亡、組織分化以及機體發(fā)育等多種生理過程[5]。有研究表明，miRNAs對mRNA表達的調(diào)控通常是細胞或器官特異性的;高度依賴于機體的應激和代謝狀態(tài)，通常與miRNA表達水平不相關[6]。

miRNA誘導沉默復合物(miRNA-induced silencing complex，miRISC)是由成熟的miRNA雙鏈體將其中一條單鏈加載到Argonaute家族的效應蛋白上所形成的。并且miRISC是真核生物體內(nèi)一種廣泛使用的基因表達調(diào)節(jié)機制。其通常與靶mRNA的3′非翻譯區(qū)內(nèi)堿基配對，引起靶mRNA的去烯化、亞基脫蛋白和衰變[7]。

2 miRNA在性傳播疾病病原體感染中的作用

2.1 miRNA在梅毒螺旋體感染中的作用

梅毒螺旋體(Treponemapallidum，TP)是梅毒的病原體，菌體細長，形似彈簧，因其透明且不易著色，又稱蒼白密螺旋體。關于梅毒發(fā)病機制的研究還存在諸多障礙，尤其是無法體外培養(yǎng)和基因操縱梅毒，但在近年來，在闡明TP的隱性致病性結(jié)構(gòu)、生理和調(diào)控方面已取得了相當大的進展。有研究發(fā)現(xiàn)，宿主細胞在感染TP后，自身多個miRNA的表達水平發(fā)生改變，且這些miRNA的改變在TP的感染與繁殖過程中發(fā)揮重要作用。

Huang等[8]發(fā)現(xiàn)在梅毒患者的外周血單個核細胞(peripheral blood mononuclear cell，PBMC)中miR-101-3P的表達水平因梅毒亞型而變化，他們還發(fā)現(xiàn)miR-101-3P通過下調(diào)TLR2受體的表達，從而導致TP刺激的巨噬細胞的細胞因子如IL-1β、 IL-6、 IL-12 以及 TNF-α等分泌降低，表明miR-101-3P在梅毒發(fā)展中的致病作用。miR-223-3p也被證實是炎癥性疾病的負調(diào)控因子，與健康人相比，梅毒患者miR-223-3p表達水平降低，且與Caspase-1激活和IL-1β表達呈負相關。而miR-223-3p可通過靶向NLRP3抑制TP感染的內(nèi)皮細胞中的炎癥小體激活和焦亡[9]。Hu等[10]通過提取TP刺激的巨噬細胞分泌的外泌體(exosome)，證明外泌體中高表達miR-146a-5p，并且發(fā)現(xiàn)miR-146a-5p通過結(jié)合JAM-C的3′非翻譯區(qū)(3′UTR)，下調(diào)連接黏附分子C(JAM-C)的表達而降低內(nèi)皮細胞的通透性以及單核細胞的遷移。這也提示miRNA可作為隱性梅毒患者的潛在標記物，并且miRNA能夠在血液中穩(wěn)定存在，這是否可以作為神經(jīng)梅毒的標志物，有待進一步研究。

2.2 miRNA在衣原體感染中的作用

衣原體(Chlamydia)為革蘭陰性病原體，是具有獨特發(fā)育周期的原核細胞性微生物，能引起人類和動物罹患多種疾病。沙眼衣原體(Chlamydiatrachomatis, Ct)是最常見的性傳播細菌之一，也是非淋球菌性尿道炎的主要病原體。有研究表明，沙眼衣原體在引起生殖道感染過程中出現(xiàn)miRNA的表達水平發(fā)生改變，這提示miRNA可能參與沙眼衣原體引起的女性生殖道感染。

沙眼衣原體感染女性生殖道后可導致盆腔炎和輸卵管炎，并且可導致輸卵管性不孕癥。Yeruva等[11]構(gòu)建衣原體減毒株(NiggA)和衣原體強毒株(NiggV)兩種小鼠生殖道感染模型，結(jié)果顯示，NiggV組小鼠中參與抑制纖維化的miRNA顯著下調(diào)(miR-200b、miR-200b-5p和200b-3p miR-200a-3p)，同時上調(diào)了促纖維化的miR-142和miR-147，而細胞炎癥因子IL-8、CXCL2、IL-1β、TNF-α和IL-6等表達增加。結(jié)果表明，衣原體在感染過程中通過抑制宿主細胞多種miRNA的表達，導致炎癥因子表達增加和病理改變。Benyeogor等[12]通過構(gòu)建衣原體初次感染以及再感染模型，發(fā)現(xiàn)生殖道組織中的miRNA表達譜不同，再感染后有更多的miRNA表達，并且隨著時間的推移，再感染模型相比初次感染模型出現(xiàn)miR-378b、miR-204-5p、miR-151-5p等10個miRNA的顯著下調(diào)，這也提示了miRNA與衣原體感染引起的病理改變有關。該團隊也通過敲除小鼠miR-378b基因表達，發(fā)現(xiàn)miR-378b的缺失導致小鼠無法清除衣原體感染，但也對小鼠生殖道病理發(fā)展起到保護作用，因為他們發(fā)現(xiàn)miR-378b的缺失，同時抑制了小鼠的炎癥反應，下調(diào)了TNF-α、IL-12，這種miRNA的缺失導致衣原體持續(xù)感染而病理減輕的情況為后續(xù)研究提供新的思路[13]。

2.3 miRNA在淋病奈瑟菌感染中的作用

淋病奈瑟菌(N.gonorrhoeae)為革蘭陰性雙球菌，又稱淋球菌，是淋病的致病病原體。淋病是一種社會性性傳播疾病，由于臨床抗生素的濫用，導致許多臨床菌株產(chǎn)生耐藥性，使得淋病的治療迫在眉睫[14]。

關于miRNA在淋病中的研究相對較少。Liu等[15]采用淋病奈瑟菌或純化的脂寡聚糖(LOS)對人類單核細胞(THP-1)和原代單核細胞進行處理之后，發(fā)現(xiàn)IL-1β、TNF-α表達下降，二者均可誘導宿主細胞免疫耐受，同時發(fā)現(xiàn)miR-146a顯著上調(diào)。他們研究發(fā)現(xiàn)，宿主在初次接觸后，更高強度的炎癥反應導致miR-146a的顯著上調(diào)，導致免疫反應的抑制，從而促進淋球菌的存活和傳播。Kalantari等[16]為了研究miR-718是否參與巨噬細胞對淋球菌的免疫應答，分別用淋球菌感染表達miR-718的巨噬細胞和抗miR-718的巨噬細胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，表達miR-718的巨噬細胞組中淋球菌存活量明顯高于抗miR-718的巨噬細胞組，表明miR-718有助于淋球菌的感染。

綜上所述，TP、衣原體、淋球菌等均可通過感染宿主細胞，影響宿主細胞miRNA的表達水平，抑制機體的免疫炎癥反應從而實現(xiàn)自身的生存，但miRNA是通過何種方式調(diào)節(jié)細胞炎癥因子的表達進而影響機體免疫反應尚未有深入研究，若能探究這多種miRNA水平的改變調(diào)控炎癥因子表達的具體機制，將對于性傳播疾病的治療有著更大的啟發(fā)。

3 miRNA在其他病原體感染中的作用

3.1 miRNA在病毒感染過程中的作用

病毒是一類結(jié)構(gòu)簡單、僅由內(nèi)部的遺傳物質(zhì)和蛋白質(zhì)外殼組成的微生物。目前，已知有300多個由不同病毒家族編碼的病毒miRNA。一些病毒miRNA的一個特征性功能是調(diào)節(jié)病毒轉(zhuǎn)錄物,而宿主miRNA也可以調(diào)節(jié)病毒基因的表達。研究表明，宿主miRNA與RNA病毒基因組結(jié)合，調(diào)節(jié)其翻譯和復制，改變病毒發(fā)病機制[17]。RNA病毒在感染宿主細胞時可介導其miRNA表達的改變，導致宿主轉(zhuǎn)錄組下游的變化，這可能對病毒有利,但是miRNA表達的改變同時也會導致抗病毒效應活性的增加，從而導致病毒復制減少，這或許可成為治療病毒感染的新靶點。

在甲型流感病毒(influenza A virus， IAV)感染中,有研究者證明流感病毒的復制受細胞miRNA調(diào)控的影響，miR-323、miR-491和miR-654通過與MDCK細胞中的病毒RNA聚合酶PB1亞基基因結(jié)合，對H1N1IAV復制具有隱性保護作用[18]。此外，Hu等[19]報道了miR-33a干擾了IAV復制。Zeng等[20]研究發(fā)現(xiàn)，塞卡病毒(Zika virus，ZIKV)感染宿主之后，導致138個顯著下調(diào)的miRNA，只有2個上調(diào)的miRNA，并且證明了ZIKV衣殼介導的Dicer抑制是ZIKV感染時宿主miRNA合成的主要抑制機制。嚴重急性呼吸道冠狀病毒2型(SARS-CoV-2)在感染的情況下，非編碼的SARS-CoV-2 miRNA可能通過上調(diào)宿主mRNA水平(通常由宿主miRNA控制)來干擾正常的細胞穩(wěn)態(tài),因此，SARS-CoV-2通過下調(diào)宿主的特定miRNA，增強了自身的復制周期，減弱了宿主的免疫應答[21-22]。病毒變異能力強正是由于許多RNA病毒的單鏈RNA不穩(wěn)定所導致，這些研究表明了解miRNA在病毒感染反應中的作用可能有助于確定新的診斷方法和抗病毒策略，并且對于病毒疫苗的研制具有重要啟發(fā)。

3.2 miRNA在細菌感染中的作用

關于miRNA在調(diào)節(jié)細菌感染中作用的研究結(jié)果相對比較少，最早發(fā)現(xiàn)miRNA在細菌感染中起了調(diào)節(jié)作用的證據(jù)是用細胞外病原體丁香假單胞菌感染植物擬南芥后獲得的[23]。丁香假單胞菌感染宿主之后，誘導宿主細胞miR-393a的轉(zhuǎn)錄，其抑制植物防御的負調(diào)節(jié)物激素生長素的受體。在這種情況下，miR-393a的上調(diào)有助于植物對細菌病原體的抗性。Navarro等[24]發(fā)現(xiàn)，丁香假單胞菌將效應蛋白分泌到宿主細胞中，能抑制宿主細胞miRNA的轉(zhuǎn)錄、加工和活性。Schnitger等[25]用單核細胞增生性李斯特菌感染小鼠骨髓巨噬細胞觀察其全基因組的miRNA表達譜，發(fā)現(xiàn)與免疫相關的miR-155、miR-146a、miR-125a-3p/5p和miR-149被顯著誘導,均提示miRNA參與了細菌感染的免疫調(diào)控作用。

研究發(fā)現(xiàn)沙門氏菌感染小鼠巨噬細胞后miR-155、miR-146a / b和miR-21被顯著誘導上調(diào)[26]。分枝桿菌屬也可以在感染后調(diào)節(jié)miR-155的表達。牛分枝桿菌感染后通過TLR2和NF-κB信號傳導顯示上調(diào)miR-155在巨噬細胞中的表達，進而導致感染細胞凋亡增加。上述李斯特菌、沙門氏菌和分枝桿菌已經(jīng)確立了miR-155的調(diào)控在病原菌引發(fā)的免疫應答中的中心作用。Maudet等[27]的研究確定了沙門氏菌感染中17種下調(diào)和11種上調(diào)的miRNA，提供證據(jù)表明miRNA可以用于調(diào)節(jié)細菌性病原體的感染，鑒定了沙門氏菌感染下調(diào)的miR-15家族，從而顯示出沙門氏菌通過在下調(diào)宿主miRNA中抵抗感染，促進其自身存活和復制。現(xiàn)在越來越多的人認識到，調(diào)控與生物過程相關的miRNA是細菌病原體在宿主細胞內(nèi)存活的策略之一，例如兼性細胞內(nèi)細菌病原體在宿主細胞中改變宿主miRNA的表達從而實現(xiàn)在細胞內(nèi)環(huán)境中有利于病原體的存活。

盡管在上述幾種細菌病原體感染后，宿主miRNA表達研究一直在進行中，但是對于miRNA在調(diào)節(jié)細菌感染中的作用了解較少。目前最有吸引力的研究方向是對于miRNA在宿主對細菌感染反應的不同階段中的參與，并通過調(diào)節(jié)宿主細胞miRNA的水平來操縱細菌感染的可能性，該研究具有明顯的治療應用。

3.3 miRNA在真菌感染中的作用

外陰陰道念珠菌病(vulvovaginal candidiasis，VVC)是由白色念珠菌引起的一種常見婦科疾病。Liu等[28]研究發(fā)現(xiàn)，miR-1192可通過抑制VVC小鼠中的CXCR4基因而直接影響VVC的發(fā)生和發(fā)展。他們構(gòu)建了小鼠VVC模型，并分別用雌二醇和橄欖油處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過處理的兩組小鼠miR-1192表達水平降低，而相應的促炎因子CXCR4、IL-6、IL-17和IL-23表達水平明顯上升，同時在細胞層面驗證了miR-1192抑制劑處理的細胞，其CXCR4、IL-6、IL-17和IL-23的表達上升，與用miR-1192模擬物處理組結(jié)果相反。在其他真菌感染中也發(fā)現(xiàn)miRNA表達水平發(fā)生變化，例如miR-369-3p可通過調(diào)節(jié)促炎因子TNF-α的分泌，而影響巴西副球孢子菌感染相關的免疫反應；miR-29a-3p和miR-23b-3p在煙曲霉感染中明顯下調(diào)；miR-146a、miR-30b在新生隱球菌感染中表達增加，抑制炎癥因子的釋放而調(diào)節(jié)炎癥反應類型及轉(zhuǎn)歸[29-31]。關于miRNA在真菌感染中的研究仍然比較少，并且許多研究僅存在于細胞層面，動物層面的驗證缺乏相應的研究。

4 結(jié)語與展望

現(xiàn)階段miRNA的研究已較成熟，但miRNA在感染性疾病領域的研究還是相對比較少。目前研究表明，病原體感染機體可通過調(diào)控miRNA的表達水平而影響細胞炎癥因子的分泌，抑制或增強機體的免疫炎癥反應進而影響疾病的發(fā)生、發(fā)展過程。研究表明miRNA可調(diào)控JAK/STAT通路，如miR-19a、miR-21、miR-155可抑制SOCS激活JAK/STAT通路并在直腸癌或膀胱炎、淋巴瘤致病中起重要作用[32]。Circular RNAs(cricRNAs)作為海綿螯合miR-19a、miR-21、miR-155抑制了SOCS表達，從而下調(diào)JAK/STAT通路避免促炎因子分泌及炎癥進一步擴大導致無癥狀感染。在感染性疾病中， miRNA是否與circRNAs存在某種特定的關系，是否可通過JAK/STAT通路來影響炎癥反應類型及轉(zhuǎn)歸，具體作用機制還有待進一步研究。

隨著研究技術的不斷成熟，人們對于miRNA的認識將會不斷提升，對于miRNA 在感染性疾病中的作用也將會有更為深入的了解。miRNA有可能成為感染的標志物，其在感染性疾病中的研究具有很大探索空間。了解miRNA 在感染性疾病中作用的具體機制，將可能會給人類的疾病治療提供一種新的手段。