王宇琦,達(dá)哇卓瑪,樊海寧,2,劉川川,2
1 青海大學(xué)附屬醫(yī)院肝膽胰外科,西寧 810001;2 青海省包蟲病重點實驗室;3 青海大學(xué)高原醫(yī)學(xué)研究中心
棘球蚴病俗稱包蟲病,是由棘球絳蟲的幼蟲寄生于人體或家畜等動物體內(nèi)引起的人獸共患寄生蟲病,可分為囊型包蟲?。–E)和泡型包蟲?。ˋE)[1]。包蟲病的早期階段無明顯癥狀,直到病灶生長并擴散到全身各個器官才會表現(xiàn)出相應(yīng)并發(fā)癥[2]。人體的免疫細(xì)胞根據(jù)功能可分為固有免疫細(xì)胞和特異性免疫細(xì)胞,固有免疫細(xì)胞包括中性粒細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞等,特異性免疫細(xì)胞包括T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞。先天免疫可通過模式識別受體(PRRs)識別病原體相關(guān)模式分子(PAMPs),并通過宿主防御機制來調(diào)節(jié)免疫反應(yīng),當(dāng)包蟲病處于感染階段時,寄生蟲能夠刺激宿主Th2型保護(hù)性免疫反應(yīng)[3-4]。微小核糖核酸(miRNAs)是一類小型非編碼RNA分子,可在轉(zhuǎn)錄后以序列特異性方式,通過抑制或促進(jìn)mRNA降解參與調(diào)節(jié)基因表達(dá)及相關(guān)生物學(xué)過程[5]。宿主感染棘球蚴絳蟲后,棘球絳蟲自身蛋白和miRNAs能轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞中,引起多種miRNAs表達(dá)改變并參與宿主的免疫調(diào)節(jié)過程[6]。因此,miRNAs或許是棘球絳蟲與宿主相互作用的關(guān)鍵調(diào)控環(huán)節(jié)[7]。本研究對宿主感染棘球絳蟲過程中影響單核巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞等免疫細(xì)胞的相關(guān)miRNAs進(jìn)行總結(jié),為探討miRNAs對包蟲病患者免疫功能的影響提供依據(jù)。
1.1 miR-71 miR-71能夠在感染線蟲或血吸蟲宿主的血清、血漿及淋巴液中被檢測到,且線蟲外泌體中的miR-71能夠被宿主細(xì)胞內(nèi)化并釋放到宿主細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用[8]。miR-71也作用于多房棘絳蟲原頭節(jié),Nemo樣激酶基因(Nlk)是miR-71的靶點,與miR-71結(jié)合可導(dǎo)致其表達(dá)被抑制,表明miR-71可能影響了包蟲病的發(fā)展過程[9]。此外,AE來源的miR-71參與調(diào)節(jié)小鼠單核巨噬細(xì)胞的免疫過程[8]。一氧化氮(NO)參與調(diào)節(jié)棘球絳蟲感染后免疫抑制,同時可以抑制寄生蟲的感染,這使得NO能夠在包蟲病發(fā)病早期發(fā)揮重要作用[6]。研究顯示,與轉(zhuǎn)染陰性對照質(zhì)粒的小鼠單核巨噬細(xì)胞(RAW264.7)相比,miR-71模擬物轉(zhuǎn)染后的RAW264.7細(xì)胞IL-10表達(dá)沒有明顯變化,但其在12 h后NO表達(dá)受到抑制[9]。此外,一些寄生蟲提取物能夠抑制單核巨噬細(xì)胞釋放NO[10]。張永娥等[11]研究顯示,在多房棘球蚴感染小鼠的過程中,miR-71是由外泌體攜帶并釋放到宿主體內(nèi),進(jìn)而被單核巨噬細(xì)胞內(nèi)化;miR-71過表達(dá)能下調(diào)白細(xì)胞介素(IL)-1α、IL-1β、IL-4、IL-6等細(xì)胞因子表達(dá),并調(diào)節(jié)LPS/TLR4信號通路,從而影響單核巨噬細(xì)胞的免疫功能。
1.2 miR-4989-3p miR-4989屬于miR-277家族。通過高通量測序可以確認(rèn)多房棘球絳蟲中有18種特異性miRNAs差異表達(dá),而miR-let-7-5p、miR-10-5p、miR-71-5p和miR-4989-3p在細(xì)胞外囊泡中含量豐富[8]。DING等[8]研究顯示,在多房棘球絳蟲細(xì)胞外囊泡中miR-4989、miR-4989-3p表達(dá)高于miR-4989-5p[12]。NO是影響棘球蚴感染的關(guān)鍵因素,多房棘球絳蟲細(xì)胞外囊泡能夠抑制NO分泌[13]。在活化的單核巨噬細(xì)胞中,miR-4989-3p能夠抑制NO分泌,并且存在于多房棘球絳蟲的細(xì)胞外囊泡中。研究顯示,RAW264.7單核巨噬細(xì)胞中的miR-4989-3p能夠調(diào)節(jié)NO表達(dá)及LPS/TLR4信號通路,這提示miR-4989-3p在多房棘球絳蟲的發(fā)病中占據(jù)主要作用[14]。此外,miR-4989-3p過表達(dá)能夠升高促炎因子腫瘤壞死因子α(TNF-α)表達(dá),表明miR-4989-3p有激活炎癥的作用。
1.3 miR-222-3p 多房棘球絳蟲能夠影響宿主小鼠肝臟和血清中的miRNAs表達(dá),其中血清、單核巨噬細(xì)胞及脾臟中的miR-222-3p均表達(dá)下調(diào)[14-15]。單核巨噬細(xì)胞與多房棘球絳蟲原頭節(jié)體外共同培養(yǎng)時,miR-222-3p能夠持續(xù)在單核巨噬細(xì)胞中表達(dá)[16]。在轉(zhuǎn)染miR-222-3p抑制劑的單核巨噬細(xì)胞中,miR-222-3p表達(dá)降低,導(dǎo)致NO分泌減少,但一氧化氮合酶(iNOS)表達(dá)升高[17]。轉(zhuǎn)染miR-222-3p抑制劑后,單核巨噬細(xì)胞LPS/TLR4信號通路中有4個關(guān)鍵基因表達(dá)降低,而CD14、Toll樣受體家族4(TLRs4)和TICAM2表達(dá)均上調(diào)[18]。因此,下調(diào)miR-222-3p能夠通過調(diào)節(jié)NO分泌及LPS/TLR4信號通路來影響單核巨噬細(xì)胞的免疫功能,從而影響包蟲病的進(jìn)展。
1.4 miR-155-5p miR-155-5p和miR-146a-5p是免疫反應(yīng)和炎癥反應(yīng)的共同調(diào)節(jié)因子,而miR-155-5p優(yōu)先在免疫細(xì)胞中表達(dá)[19]。GUO等[20]將miR-155-5p模擬物轉(zhuǎn)染到感染多房棘球絳蟲小鼠的腹腔單核巨噬細(xì)胞中,結(jié)果顯示會引起單核巨噬細(xì)胞miR-155-5p、iNOS mRNA及NO表達(dá)升高,提示miR-155-5p對單核巨噬細(xì)胞具有免疫調(diào)節(jié)作用。NF-κB轉(zhuǎn)錄因子是細(xì)胞因子和趨化因子基因轉(zhuǎn)錄的主要調(diào)控因子,而轉(zhuǎn)染miR-155-5p后的單核巨噬細(xì)胞NF-κB表達(dá)升高、CD14表達(dá)降低,這表明miR-155-5p能夠通過NF-κB來調(diào)節(jié)炎癥因子的表達(dá)[20-21]。因此,miR-155-5p能夠參與單核巨噬細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)作用,在調(diào)節(jié)宿主對多房棘球絳蟲感染的免疫反應(yīng)中發(fā)揮作用。
1.5 miR-146a-5p 在感染多房棘球絳蟲后,小鼠外周血清miR-146a-5p表達(dá)升高[22]。楊靜等[23]研究顯示,轉(zhuǎn)染miR-146a-5p模擬物的小鼠單核巨噬細(xì)胞系RAW264.7中TLR4、CD14表達(dá)均升高,但是促炎因子IL-1α、IL-1β、IL-12β表達(dá)均降低,轉(zhuǎn)染后第24、36 h的NO表達(dá)升高,而轉(zhuǎn)染miR-146a-5p抑制劑的RAW264.7則出現(xiàn)相反的表現(xiàn)。因此,miR-146a-5p對小鼠單核巨噬細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子具有免疫調(diào)節(jié)作用,可能是其影響包蟲病進(jìn)展的原因之一。
CE是由細(xì)粒棘球絳蟲幼蟲引起的一種嚴(yán)重寄生蟲病,細(xì)粒棘球絳蟲能夠通過免疫調(diào)節(jié)因子來逃避宿主的免疫反應(yīng),最新研究顯示免疫調(diào)節(jié)機制可能與樹突狀細(xì)胞有關(guān)[24]。細(xì)粒棘球絳蟲能夠調(diào)節(jié)樹突狀細(xì)胞成熟,并通過改變單核細(xì)胞分化,逃避宿主的免疫監(jiān)控,從而促進(jìn)感染[25]。樹突狀細(xì)胞能夠激活T淋巴細(xì)胞,而線蟲、多房棘球絳蟲在感染的過程中能夠誘導(dǎo)T淋巴細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞的產(chǎn)生,從而抑制T淋巴細(xì)胞增殖和分化[15]。在宿主感染細(xì)粒棘球絳蟲的早期,宿主可通過促進(jìn)樹突狀細(xì)胞的產(chǎn)生幫助殺死寄生蟲。細(xì)粒棘球絳蟲的分泌產(chǎn)物能夠誘導(dǎo)樹突狀細(xì)胞產(chǎn)生免疫耐受,從而損害宿主的免疫反應(yīng)。研究顯示,在小鼠感染細(xì)粒棘球絳蟲6、9、12個月后,其肝臟組織中的樹突狀細(xì)胞比例均升高[26]。
小鼠骨髓來源的樹突狀細(xì)胞(BMDCs)能夠內(nèi)化細(xì)粒棘球絳蟲原頭節(jié)來源的細(xì)胞外囊泡(PSCELVs),并將miRNAs轉(zhuǎn)運到BMDCs內(nèi),而PSCELVs能夠促進(jìn)BMDCs的分化和成熟從而誘導(dǎo)Th1型免疫反應(yīng)[24]。miR-277a-3p被證實是PSC-ELVs中含量最豐富的miRNAs之一[16]。PSC-ELVs的miR-277a-3p能夠促進(jìn)BMDCs釋放炎癥因子,如IL-6、IL-12、TNF-α等,同時miR-277a-3p能夠直接結(jié)合核因子κB1(NF-κB1)的3′非翻譯區(qū)(UTR),從而抑制BMDCs中NF-κB1 mRNA和蛋白表達(dá)[24]。此外,miR-277a-3p模擬物能夠上調(diào)BMDCs中的IL-6、IL-12和TNF-α mRNA表達(dá)量,降低IL-10表達(dá),具有明顯的促炎特性[24]。因此,miR-277a-3p能夠誘導(dǎo)BMDCs表達(dá)炎癥因子,并影響B(tài)MDCs的分化和成熟,從而發(fā)揮治療包蟲病的作用。
3.1 miR-374b-5p 細(xì)粒棘球絳蟲會引發(fā)機體發(fā)生免疫反應(yīng),主要是由于輔助性T淋巴細(xì)胞(Th細(xì)胞,主要包括Th1細(xì)胞和Th2細(xì)胞)比例失調(diào)所導(dǎo)致的[1]。目前研究表明,以Th1細(xì)胞為主的免疫反應(yīng)大多跟棘球絳蟲有關(guān),而占據(jù)主導(dǎo)地位的Th2細(xì)胞則大多與AE相關(guān)[27]。LI等[28]研究發(fā)現(xiàn),miR-374b-5p過表達(dá)可導(dǎo)致干擾素γ(IFN-γ)、IL-2和IL-17表達(dá)升高,從而促進(jìn)Th1、Th17分化。IL-10是miR-374b-5p的潛在靶基因,并與包蟲病感染相關(guān)[29]。多房棘球絳蟲通過上調(diào)免疫抑制因子(主要是IL-10和TGF-β)來調(diào)控宿主免疫反應(yīng),而低水平的IL-10會影響多房棘球絳蟲的生長[30]。此外,Th1和Th17細(xì)胞免疫應(yīng)答增強與IL-10 mRNA表達(dá)降低和miR-374b-5p表達(dá)升高均有關(guān)[28]。因此,miR-374b-5p可能通過負(fù)調(diào)控IL-10表達(dá)而影響T淋巴細(xì)胞功能,從而影響包蟲病的進(jìn)展。
3.2 miR-126a-5p 重組Eg.P29(rEg.P29)具有免疫保護(hù)作用,能夠誘導(dǎo)Th1細(xì)胞免疫應(yīng)答。研究顯示,在rEg.P29免疫保護(hù)包蟲病小鼠1周后,脾CD4+T淋巴細(xì)胞miR-126a-5p表達(dá)升高、DLK1表達(dá)降低,而Notch1信號通路活性及Th1細(xì)胞免疫應(yīng)答增強,提示miR-126a-5p可能在rEg.P29免疫保護(hù)下參與了CD4+T淋巴細(xì)胞向Th1細(xì)胞的分化過程[31]。因此,miR-126a-5p可能通過下調(diào)DLK1對Notch1介導(dǎo)的CD4+T淋巴細(xì)胞向Th1的分化起到正向調(diào)節(jié)作用,或許是診斷CE的潛在血清生物標(biāo)志物之一。
自然殺傷細(xì)胞在宿主抵抗病原體、介導(dǎo)抗腫瘤方面發(fā)揮重要作用。成熟的自然殺傷細(xì)胞能夠在不同情況下被激活,自然殺傷細(xì)胞與其他免疫細(xì)胞有著復(fù)雜的相互作用。LEONG等[32]研究發(fā)現(xiàn),在自然殺傷細(xì)胞中IFN-γ的發(fā)育受到多種miRNAs調(diào)節(jié),包括miR-181a-5p、miR-155、miR-150、miR-181和miR-29等,其中miR-181a-5p能夠抑制自然殺傷細(xì)胞在體內(nèi)的發(fā)育和成熟,并且影響小鼠和人自然殺傷細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ[33]。仲順虎等[34]研究發(fā)現(xiàn),在感染多房棘球小鼠的脾淋巴細(xì)胞中,miR-181a-5p表達(dá)下調(diào),這或許能夠通過幫助自然殺傷細(xì)胞發(fā)育,來提高宿主的自身抵抗力,從而對抗包蟲病的感染。
綜上所述,在包蟲病患者的感染過程中,miR-71、miR-4989-3p、miR-222-3p、miR-155-5p、miR-146a-5p可影響單核巨噬細(xì)胞功能,miR-277a-3p能夠影響樹突狀細(xì)胞功能,miR-374b-5p、miR-126a-5p可影響T淋巴細(xì)胞功能,miR-181a-5p能夠影響自然殺傷細(xì)胞功能,上述miRNAs通過影響患者的免疫細(xì)胞及其功能而參與免疫調(diào)節(jié)。但目前還有很多miRNAs的功能和機制尚未得到證實,需要我們使用更先進(jìn)的方法來確定有效的miRNAs及其功能,以便為包蟲病的早期診斷和治療提供新靶點及理論依據(jù)。