miR-155/GATA3/CD4+T細胞通路對變應性鼻炎發病機制的調控

李榮榮 瞿申紅 張少杰 黃雪穎 鐘自玲 （1.右江民族醫學院，百色 533000；.廣西壯族自治區人民醫院耳鼻咽喉頭頸科，南寧 53001；3.榆林市星元醫院，榆林 719000）

變應性鼻炎（allergic rhinitis，AR）又稱過敏性鼻炎，是耳鼻咽喉頭頸科一種常見病、多發病，是發生于鼻黏膜的非感染性慢性炎癥，由遺傳因素和環境因素共同作用，相互影響所致［1-2］。據統計，目前全球已有高達40%人口患有AR，隨著各國化、工、農業快速發展以及人們生活方式改變，AR患病率有逐年上升趨勢，不僅嚴重影響AR患者日常生活質量和工作學習效率，而且加重社會經濟和醫療資源負擔［3-4］。AR發病主要由于特異性個體接觸特定過敏原后誘發免疫球蛋白E（immunoglobulin E，IgE）介導的速發型變態反應，也稱為Ⅰ型變態反應，機體第二次接觸相同過敏原后，過敏原與致敏肥大細胞表面IgE的Fab段交聯，引起肥大細胞脫顆粒，釋放組胺、趨化因子等活性介質，這些介質引起呼吸道腺體分泌增多、毛細血管擴張和通透性增加，導致臨床出現頻繁打噴嚏、流水樣涕、鼻塞等癥狀［5］。AR長期反復刺激亦可致毗鄰器官受影響，如AR患者可并發鼻竇炎、鼻息肉、分泌性中耳炎、過敏性結膜炎，甚至引發過敏性哮喘（allergic asthma，AA）和過敏性皮炎（atopic dermatitis，AD），其中，AR是AA的獨立危險因素，故有“同一氣道，同一疾病”理論［6-7］?？梢夾R嚴重影響人民健康和國家經濟發展，明確其發病機制有的放矢實施治療措施對患者十分重要。由于miR-155和轉錄因子GATA3對CD4+T細胞分化趨勢和ILC2表達有重要調控作用，本文以miR-155/GATA3調控通路為中心，對AR的發病機制進行綜述。

1 miR-155在AR發病機制中的作用

1.1 miRNA的合成和功能 miRNA即微小RNA，是平均堿基數約22 bp的小分子非編碼RNA，廣泛存在于動植物體內，其合成需經過初級轉錄產物miRNA（primary-miRNA，pri-miRNA）、miRNA前體（precursor-miRNA，pre-miRNA）和成熟miRNA 3個步驟，最終剪切為19～25個核苷酸長度的單鏈RNA片段［8］。miRNA不直接參與蛋白合成及加工，而是通過與mRNA 3'非翻譯區堿基配對結合發揮調控作用，因此，miRNA在RNA水平即可行使各自的特定生理功能。miRNA參與物種間多種分子生物學過程，如信號轉導、細胞增殖和分化、細胞凋亡和應激反應，在炎癥、腫瘤、造血及免疫系統疾病中均發揮重要作用，在不同T細胞亞群發育、成熟和功能中不可或缺［9-10］。XIA等［11］研究發現慢性鼻竇炎伴鼻息肉患者與單純慢性鼻竇炎患者相比，鼻黏膜miR-125b和miR-155表達顯著上調，而miR-92a、miR-26b、miR-181b明顯下調。此外，多種miRNAs均可通過影響Th1/Th2細胞比例促進鼻黏膜上皮細胞慢性炎癥、組織重塑以及激活固有免疫細胞，促進AR和AA等過敏性疾病發生發展［9］。近年研究發現AR相關miRNAs種類不斷增加，miR-466a-3p、let-7e、miR-767、miR-886和miR-187等在AR中表達呈下調趨勢，反之，miR-155、miR-26a、miR-223、miR-498和miR-19a表達呈上調趨勢［11-15］。

1.2 miR-155對AR的調控 miR-155在B淋巴細胞、T淋巴細胞、樹突狀細胞功能以及宿主防御功能中發揮重要作用，且直接靶向作用于人巨噬細胞的IL-13R1受體，在AR經典IL-13通路中發揮關鍵作用，IL-13不僅是AR的代表細胞因子，又是調節M1型巨噬細胞（典型活化型）和M2型巨噬細胞（替代活化型）比例平衡與激活的重要細胞因子［14，16］。STAT6是觸發IL-13介導的Th2細胞級聯反應的主要介質，參與反應的細胞因子刺激后被磷酸化并激活，miR-155過表達導致STAT6磷酸化水平降低，而不影響STAT6總蛋白水平［16-17］?？梢娫诿庖呦到y疾病中，miR-155、STAT6及IL-13有密切聯系。此外，miR-155還參與Treg/Th17細胞平衡調控，miR-155-5p是miR-155亞型之一，研究顯示miR-155-5p過表達與Treg表達呈負相關，與Th17細胞和RORγt表達呈正相關，進而抑制IL-10、TGF-β等合成，促進IL-17、IL-23等合成［12，18-19］。

JIANG等［20］通過熒光素酶實驗發現AR小鼠鼻黏膜組織circ_0067835核酸表達升高，且正性靶向調控miR-155，GATA3作為miR-155下游靶點被正向調控，進一步優勢表達Th2型細胞因子和ILC2。通過抑制或沉默circ_0067835表達進一步驗證上述結論，結果顯示沉默表達circ_0067835的AR小鼠Th2型細胞因子和ILC2水平均降低，過敏癥狀有所緩解，因此AR發病機制中，circ_0067835通過miR-155/GATA3通路調控Th2型細胞因子及ILC2表達。

1.3 miR-155的AR治療前景 miRNAs還可調節編碼各種細胞因子和炎癥介質基因表達，是炎癥和免疫應答的重要調節因子，因此，miRNAs對氣道炎癥發病必不可少［21-22］。CD4+T細胞在過敏性炎癥中起核心作用，受miRNAs高度調控，尤其Th2細胞是過敏性炎癥的主要驅動因素，IL-4、IL-5和IL-13等Th2型細胞因子對嗜酸性粒細胞招募、氣道炎癥高反應性和重塑及促進IgE分泌至關重要，因此認為miRNAs是過敏反應和慢性炎癥發展的核心，并可幫助尋找潛在的抗過敏和抗炎治療靶點［10，23-24］。研究認為miR-155可能是過敏性T細胞反應中起核心作用的miRNA，可通過抑制細胞因子產生的抑制劑SOCS1使自身作用更顯著，敲除miR-155或SOCS1過表達會抑制GATA3表達，顯著影響Th2型淋巴細胞因子等炎癥介質產生和釋放［25-27］。糖皮質激素是過敏性疾病一線治療藥物，miR-155除參與CD4+T淋巴細胞過敏反應，還是類固醇的抗炎、抗過敏治療靶點［25］。因此，miRNAs是過敏性氣道炎癥很有前景的診斷、預后評估生物標志物及治療靶點。

2 GATA3對AR的調控

2.1 GATA結合蛋白3（GATA3）依賴STAT6激活轉錄因子是一種與DNA結合激活或抑制基因表達的蛋白。GATA蛋白家族轉錄調控因子一般具有鋅指結構，目前已發現該家族有6個成員，即GATA1～6［28］。GATA3作為該家族成員，于1991年首次在T淋巴細胞和胚胎腦組織中發現，GATA3基因位于10號染色體，是GATA家族中唯一在T淋巴細胞譜系中表達的成員［29］。在胸腺早期T細胞發育過程中，GATA3對CD4+T譜系分化必不可少，可促進外周血中成熟的CD4+T細胞向Th2和ILC2細胞分化，且通過miRNA靶標預測聯絡工具被鑒定為其靶基因之一［13，30-31］。一旦轉錄因子被激活，信號傳感器和轉錄激活因子6（STAT6）便被磷酸化并與DNA結合，以響應不同信號通路。IL-4R/STAT6信號通路和IL-13/STAT6是Th2型分化的經典誘導途徑，其中STAT6激活和隨后的GATA3轉錄因子調控都是誘導Th2型淋巴細胞發育的必需條件，GATA3又進一步正反饋合成IL-4、IL-5和IL-13等其他Th2型細胞因子，并在數天內使IL-4位點染色體發生重構［17，32］。而Th1型轉錄失調可能由STAT6和GATA3表達升高導致，使Th2型細胞因子驅動的過敏性氣道炎癥、氣道高反應性以及呼吸道嗜酸性粒細胞和淋巴細胞浸潤等對應的臨床癥狀表現更為顯著［33］。STAT6和GATA3在AR發病過程中不僅有密切聯系，其表達可能存在動力學差異，以時間依賴方式誘導，血清中IL-4濃度上調是早期事件，與T細胞受體（TCR）連接后6～8 h達到峰值，STAT6在白介素誘導下即可激活，相比之下，GATA3表達涉及程序性連續激活，由IL-4/IL-4R連接，使細胞質中STAT6上調，約48 h后進一步誘導GATA3表達增強［32，34］。

2.2 GATA3與T-bet相互作用 GATA3和T-box轉錄因子（T-bet）在AR發病機制中相互影響，通過miRNAs等上游基因調控與下游各類效應因子反饋調節，參與CD4+T細胞表型分化誘導和增強，即由Naive T細胞分化為Th1型和Th2型淋巴細胞［33，35］。Naive T細胞與TCR連接并在Th1型促細胞因子刺激下分化為Th1型淋巴細胞，誘導T-bet轉錄因子表達。研究表明STAT1以IFN-γ作為Th1型促進因子，誘導T-bet表達；通過IL-12/IL-12R信號通路激活STAT4，進而上調新分化的Th1細胞中T-bet表達［33，36］。EIFAN等［33］研究發現，過敏性鼻炎個體中，過敏原激發表達IL-4的Th2細胞增加以及Th2依賴性過敏反應與STAT6和GATA3表達增加密切相關，但與T-bet無明顯相關性；而在過敏性和非特應性對照組，結核菌素激發的Th1依賴的48 h晚期皮膚過敏反應結果則明顯相反，因此得出過敏性個體中T-bet相對損傷可能是導致觀察到的Th2反應強化的原因，從而誘發過敏性疾病。亦有動物實驗證實T-bet缺陷小鼠Th1細胞發育受到嚴重損害，且伴有IFN-γ生成障礙［37］。

2.3 GATA3與Foxp3、RORγt的關系 AR除與GATA3和T-bet轉錄因子有關外，叉頭盒P3（Foxp3）和維甲酸相關孤兒受體γt（RORγt）對AR調控十分重要［38］。AR發病過程中，RORγt上調，而Foxp3相對表達降低，對應調控的Th17細胞增多，Treg減少［39-40］。通過上調Foxp3抑制GATA3和RORγt核易位，從而阻斷GATA-3/Th2和RORγt/Th17信號通路激活，促進Foxp3表達，增加Treg調節CD4+T細胞優勢表達趨勢，恢復Th1/Th2和Treg/Th17細胞比例平衡，進而抑制Th2型細胞因子、IL-17和特異性IgE分泌，對呼吸道炎癥發揮抑制作用，具有治療呼吸道過敏性疾病的潛力［41］。AA和AR聯系密切，因此該理論在AR中類似，T-bet、GATA-3和Foxp3被認為是評價AR療效的生物指標［37，39］。

3 T淋巴細胞及ILC2在AR中的變化趨勢

3.1 人體免疫系統 人體免疫系統由免疫器官、免疫細胞和免疫分子等組成，具有識別和排除抗原性異物及病原體入侵的功能，與各系統協調共同維持機體內環境穩定和生理平衡，是機體執行免疫應答及免疫功能的重要系統，功能異?？哼M也會對自身組織或器官造成傷害［42］。其中，適應性免疫細胞包括B淋巴細胞、T淋巴細胞，B淋巴細胞約占外周淋巴細胞總數的20%，主要功能為產生抗體介導體液免疫應答和提呈可溶性抗原［43-44］；T淋巴細胞主要在胸腺中發育成熟，根據功能不同可分為不同亞群，如輔助性T細胞、殺傷性T細胞和Treg，主要功能為介導細胞免疫［23］；固有免疫細胞也稱先天性免疫細胞，主要包括ILC2、中性粒細胞、單核吞噬細胞、樹突狀細胞、肥大細胞、嗜堿性粒細胞和嗜酸性粒細胞等［45］。

3.2 Th1/Th2比例失衡及ILC2應答 參與AR免疫應答的細胞主要有適應性免疫系統中的B淋巴細胞和T淋巴細胞，此外，近年發現固有免疫系統中的ILC2也在AR發生發展中發揮重要作用。Th2細胞表達激活和Th1表達抑制導致Th1/Th2動態失衡是AR發病最重要的標志［20］。一定水平的GATA3表達對CD4+T細胞維持非極化表型至關重要，而非極化表型可直接與Foxp3結合并抑制其轉錄［40］。也有學者提出GATA3和T-bet在功能上以競爭方式相互作用，兩者最終的功能優勢決定T細胞極化結果［46］。此外，GATA3抑制Th1細胞的調控機制使Th1細胞產生的IFN-γ濃度顯著降低［33］。表明Th2型淋巴細胞過表達可負反饋調節Treg和Th1型細胞免疫應答，且大量研究已證實AR患者或動物模型血清中IL-4、IL-5和IL-13等Th2型標志性細胞因子濃度較正常對照組升高，IL-5驅動氣道嗜酸性粒細胞增多，IL-13誘導氣道高反應性、杯狀細胞化生、黏液高分泌和IgE類轉換［47-48］。GATA3與這些細胞因子相互促進，推動AR發病過程，而IL-2、IL-12和IFN-γ等典型Th1型細胞因子表達則受到抑制。大量細胞因子合成及釋放趨化以嗜酸粒細胞為主的局部浸潤、鼻黏膜毛細血管擴張、腺體分泌增強的變態反應［9］。

ILC2是近年新發現的固有免疫淋巴細胞，形態與淋巴細胞相似但較小，缺乏T淋巴細胞、B淋巴細胞、自然殺傷細胞和其他細胞譜系標志物，也缺乏B淋巴細胞、T淋巴細胞和自然殺傷T細胞等表面受體，因此不以抗原特異性方式調控，通過與多種細胞和細胞因子相互作用，在AR、AA及慢性鼻竇炎等過敏性氣道疾病中發揮作用，使固有免疫和適應性免疫密切關聯［47，49-50］。ILC2主要由IL-25、IL-33或胸腺基質淋巴生成素（TSLP）等介導激活，亦發現IL-1、IL-7、IL-9和干擾素等可激活ILC2，趨化外周血ILC2向鼻黏膜聚集，誘導AR發生發展，ILC2又分泌大量IL-5、IL-13等Th2型細胞因子［51-54］。研究發現IL-33誘導ILC2激活后產生大量IL-5和IL-13，而IL-4較少，脂質物質誘導產生的ILC2產生大量IL-4，粉塵螨相關AR患者外周血ILC2數量更多，活性更強［55-56］。多數上皮來源IL-5、IL-9和IL-13細胞因子均由ILC2產生，糖皮質激素作為AR和AA一線治療藥物，可通過MEK/JAK-STAT信號通路逆轉ILC2表達及降低IL-5、IL-9和IL-13高表達有效治療過敏性氣道炎癥，為糖皮質激素在過敏性疾病中的應用提供新的認識［57］。

3.3 Treg/Th17比例失衡 miRNAs在Treg分化和免疫性疾病中起重要作用［10］，且Treg和Th17細胞已被鑒定為獨立于Th1和Th2的兩種Th細胞亞型，在體內起相反的免疫調節作用［38-39］。既往普遍認為AR發病的根本原因是Th1/Th2細胞免疫失衡，近年發現Th2細胞表達升高可能由Treg對Th2細胞調控減弱所致。由于Treg可調節Th1/Th2平衡，有將Th2型炎癥向Th1型炎癥轉化的功能［58］，可見Treg可抑制免疫和炎癥反應、維持免疫平衡和免疫耐受性。Treg除調控Th2外，還與Treg/Th17免疫比例失衡有關，miR-155過表達后Th17表達呈正相關性升高，而Treg表達減弱是由于Th17細胞促進免疫應答進程，使免疫應答異常激活，造成自身免疫損傷等［12］。Treg表達降低是由于其獨特的轉錄因子Foxp3表達相對降低，GATA-3表達升高后促進CD4+T淋巴細胞向Th2細胞分化，再者Th1細胞分化受抑制，使Th1/Th2細胞比例嚴重失調［59］。Treg發揮保護性免疫調節的功能通過細胞-細胞接觸依賴方式實現，直接抑制效應T細胞增殖和激活或由抗原提呈細胞輔助，而非細胞因子調控［40］。Th17細胞的作用與Treg相反，RORγt已被確定為Th17細胞分化過程中的重要轉錄因子，是ROR的剪接體［60］，RORγt誘導依賴于STAT3活性，染色質免疫共沉淀分析表明STAT3能夠直接結合IL-17A啟動子，兩者協同調控Th17細胞轉錄譜［61］。Th17細胞可分泌IL-17、IL-6、粒細胞集落刺激因子、趨化因子及基質金屬蛋白酶等，使中性粒細胞、巨噬細胞不斷聚集，進而導致炎癥細胞浸潤、組織嚴重破壞，參與機體免疫系統調控［39］。Treg通過分泌IL-10、轉化生長因子β等抑制炎癥因子，使Th2細胞活性降低，IgE合成減少，并使嗜酸性粒細胞及細胞因子募集、活化功能減弱，變態反應性炎癥癥狀得到緩解［62］。因此，治療AR可通過增強Foxp3蛋白表達抑制RORγt蛋白表達，調節Th17/Treg平衡，從而顯著升高血清IL-10水平，降低血清IL-17表達，緩解免疫炎癥反應。

4 miR-155、GATA3與CD4+T細胞的聯系

miR-155是miR-155/GATA3/CD4+T通路核心，而circ_0067835是一種環狀RNA，作為miRNA上游調控基因正向調控miR-155［20］。雙熒光素酶報告驗證顯示GATA3可作為miR-155的直接靶標調控GATA3表達［20，63-64］。不同種屬、不同疾病中，miR-155對GATA3的調控作用不盡相同，AR小鼠雙熒光素酶報告檢測發現miR-155直接靶向正調控GATA3［20］，但在一些臨床腫瘤疾病研究中，雙熒光素酶報告檢測顯示GATA3也是miR-155的直接靶點，但對GATA3起負調控作用，可能由于腫瘤細胞和外泌體存在影響靶點的調控作用［63-64］。此外，GATA3表達依賴于STAT6，且存在時間依賴性誘導表達，免疫應答或炎癥發生6～8 h時血清IL-4升高后STAT6即可激活，而GATA3表達在約48 h時才通過程序性激活升高［32，34］，因此GATA3表達不僅受上游circ_0067835和miR-155靶向調控，還與STAT6誘導表達時間有關。GATA3又可促進CD4+T淋巴細胞向Th2細胞優勢分化，直接抑制其向Th1細胞分化［59］?；蛴捎谘装Y刺激使Treg調控紊亂及Treg/Th17比例失衡，進而抑制Th1分化能力，造成Th1/Th2細胞比例失衡［12，58］，上游基因circ_0067835表達增強，不僅靶向調控miR-155，同時促進Th2細胞優勢表達和ILC2增殖，使Th2細胞分泌大量IL-4、IL-5和IL-13等Th2型細胞因子，誘發鼻塞、鼻癢、流清涕、噴嚏及鼻黏膜蒼白水腫等典型AR臨床表現［20］。

5 結語

AR發病機制復雜，尚未闡明。本文以miR-155/GATA3通路為中心及其上游基因、下游轉錄因子、免疫細胞和細胞因子探討其相互影響機制，發現通過阻斷該通路各調控環節可緩解AR臨床癥狀，這些指標還可作為評估療效的指標，對AR診治起指導作用。miR-155/GATA3通路也是AR發病機制之一，其余復雜的調控機制有待進一步研究。