microRNAs调控IL-33依赖性嗜酸性粒细胞增多与2型免疫的机制探索

《Frontiers in Allergy》：Exploration of miRNAs promoting eosinophilia and type 2 immunity

　　

背景：MicroRNA（miRNA）是进化上保守的小型非编码RNA，可调控基因表达并调节细胞应答。本研究分析了白介素-33（IL-33）所调控的miRNA表达谱；IL-33是变态反应和2型免疫的关键炎症介质，可促进骨髓嗜酸性粒细胞发育及随后的气道募集。方法：对C57BL/6小鼠经鼻给予重组IL-33以诱导气道嗜酸性粒细胞增多。通过支气管肺泡灌洗液和骨髓中的白细胞分类计数确定细胞组成。采用miRNA微阵列、NanoString nCounter（miRNA和mRNA）、定量PCR（qPCR）以及PrimeFlow（一种将流式细胞术与单细胞miRNA检测相结合的方法）进行RNA表达谱分析。结果：IL-33刺激诱导骨髓嗜酸性粒细胞生成，并引起嗜酸性粒细胞大量涌入气道。IL-33改变了肺部miRNA表达，其表达谱与骨髓中IL-33响应的miRNA谱明显不同。先前已知参与调控嗜酸性粒细胞发育（如miR-223-3p和miR-21）和2型淋巴细胞效应功能（如miR-155-5p、miR-150-5p）的miRNA均显著改变。这些变化伴随与嗜酸性粒细胞迁移相关介质（如Il13ra1、Il4ra和Csf2rb）的基因表达改变。miR-150-5p在IL-33刺激小鼠的骨髓中表达下调；进一步的PrimeFlow单细胞分析显示，miR-150-5p在2型固有淋巴细胞（ILC2）中富集表达。此外，ILC2中miR-150-5p的靶基因受IL-33调节，而IL-33可诱导骨髓ILC2产生高水平IL-5。结论：研究人员确定了参与IL-33依赖性嗜酸性粒细胞炎症从骨髓诱导到肺部募集进程的候选miRNA程序。

嗜酸性粒细胞炎症是2型免疫的标志，也是哮喘、变应性鼻炎、特应性皮炎等变态反应性疾病的核心免疫病理特征。嗜酸性粒细胞活化后通过释放细胞毒性颗粒和炎症介质造成肺组织损伤。近年研究发现嗜酸性粒细胞存在功能亚群异质性，并与哮喘选择性治疗反应相关。由此产生关键问题：骨髓中嗜酸性粒细胞发育原位与外周效应部位（如肺）是否受不同调控程序控制。microRNA（miRNA）是基因调控RNA，具有细胞和组织特异性表达谱；哮喘患者气道标本和循环血液中均可检测到稳定且一致的miRNA变化。已有研究将miRNA与2型细胞因子产生、T细胞极化、2型固有淋巴细胞（ILC2）活化、黏液高分泌等致病通路联系起来。IL-33是2型免疫的关键介质，由气道上皮在损伤或应激时释放，经IL-33受体（ST2）快速激活ILC2并诱导2型细胞因子分泌，从而驱动嗜酸性粒细胞炎症；同时，IL-33还可作用于骨髓，上调嗜酸性粒细胞祖细胞IL5Rα并诱导IL-5⁺ ILC2，加速嗜酸性粒细胞成熟和全身释放。然而，IL-33在气道局部和骨髓远端各自调控的miRNA网络尚不清楚。因此，研究人员系统绘制了IL-33驱动炎症过程中肺与骨髓的miRNA表达谱，以识别从骨髓生成到肺部募集的候选调控程序。

研究人员使用C57BL/6J野生型小鼠（购自Charles River，德国）和实验室自繁的miR-155缺陷小鼠，经鼻给予重组鼠IL-33建立2型气道炎症模型，对照组给予PBS。通过支气管肺泡灌洗液（BALF）和骨髓细胞分类计数评估嗜酸性粒细胞变化；利用miRNA微阵列、NanoString nCounter（miRNA和mRNA panel）、定量PCR（qPCR）和PrimeFlow进行miRNA表达谱分析；采用Transwell迁移实验和miR-150-5p抑制剂处理骨髓细胞培养；借助TargetScan预测保守靶基因，并整合已发表的ILC2 RNA-seq数据集验证靶基因调控。样本来源为上述小鼠品系，实验经哥德堡地区伦理委员会批准。

气道暴露IL-33诱导骨髓嗜酸性粒细胞成熟和气道迁移：IL-33刺激小鼠BALF中嗜酸性粒细胞显著增加，骨髓中未成熟和成熟嗜酸性粒细胞频率均升高。miR-155缺陷小鼠在IL-33刺激后仍能诱导骨髓嗜酸性粒细胞，但气道嗜酸性粒细胞明显减弱，说明miR-155在IL-33驱动的嗜酸性粒细胞炎症中具有