MicroRNA223通过靶向STAT3调控Toll样受体触发的巨噬细胞IL-6和IL-1β的分泌

摘要

Toll样受体(TLRs)通过识别表达在细菌、病毒和真菌组成物上的病原体相关分子模式，启动宿主抗感染的天然免疫反应，产生白细胞介素6(IL-6)，IL-1β和肿瘤坏死因子(TNF-α)等促炎因子。多功能性细胞因子IL-6的表达在免疫调节中发挥重要作用，其表达的调控方式和机制受到广泛关注和研究。尽管在IL-6表达的信号转导途径以及转录水平的调控机制已有较多报道，但目前关于microRNAs调控IL-6表达的研究报道却知之甚少。microRNAs为近年来发现的一类小分子非编码RNA，它在包括免疫应答在内的许多生物学过程中均发挥重要的转录后调控功能，包括TLR信号活化后的炎症应答。microRNA 223(miR-223)是一种在髓系细胞中特异高表达的一种miRNA，目前对于miR-223的研究多集中在粒细胞中，其能负向调控粒细胞的增殖分化以及活化。但是目前对于miR-223在TLR信号中是否发挥作用还未有研究。
　　 我们发现，用TLR3和TLR4的配体LPS，polyI：C刺激小鼠巨噬细胞系RAW264.7或原代培养的巨噬细胞，荧光定量PCR检测结果显示LPS，polyI：C刺激后巨噬细胞中miR-223的表达水平发生显著下调。用miR-223 mimics进行功能研究发现，miR-223的过表达可明显抑制LPS诱导的巨噬细胞IL-6和IL-1β的mRNA和蛋白表达水平，但不影响TNF-α的分泌水平。对TLR4活化后的相关信号途径的检测发现，miR-223对IκBα，ERK或P38的磷酸化没有影响，而对STAT3的总蛋白及磷酸化水平有显著的负向调控作用。由于miRNA主要通过调控其靶基因的表达进而发挥生物学功能，进一步的荧光素酶报告基因试验及STAT3 siRNA等实验结果发现miR-223可以直接靶向抑制STAT3的表达，而STAT3可促进TLR4触发的巨噬细胞IL-6和IL-1β的分泌，但不影响TNF-α的水平。更有趣的是，在寻找TLR4活化后诱导miR-223下调的因素时，我们发现IL-6是一个可以促进miR-223下调的因子，在TLR4活化的巨噬细胞中用IL-6的中和抗体可阻断这种作用。提示，IL-6可以通过下调miR-223的表达，从而释放对STAT3的抑制，由此形成一个对TLR4触发的促炎因子应答的正反馈调控环路，从而促进IL-6自身的分泌。因此，本研究结果显示，miR-223可通过在转录后水平抑制STAT3，从而促进TLR触发的天然免疫细胞活化后IL-6的表达，进而调控免疫应答。
　　 上述结果可为揭示IL-6/miR-223/STAT3 pathway在调控TLR触发的巨噬细胞炎症应答中的作用及分子机制提供新的视角，也可能为炎症相关疾病的发病机制的研究及其诊治提供新的思路。