2020年5月20日，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院/上海市免疫學(xué)研究所王宏林研究員團(tuán)隊在Science Advances發(fā)表了題為“A Micropeptide Encoded by LncRNA MIR155HG Suppresses Autoimmune Inflammation via Modulating Antigen Presentation”的研究論文，報道了課題組原創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)人基因組非編碼區(qū)編碼多肽miPEP155（傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為非編碼區(qū)基因不編碼，故稱“暗物質(zhì)區(qū)”），miPEP155能夠調(diào)控炎癥環(huán)境中樹突狀細(xì)胞的抗原提呈能力，對小鼠類銀屑病與多發(fā)性硬化癥（EAE）兩種自身免疫性疾病模型具有較好的治療效果，這一多肽有望成為治療自身免疫性疾病的創(chuàng)新性藥物。
miRNA前體一般被認(rèn)為不具備編碼功能。最近的研究表明，miRNA前體及其他的長鏈非編碼RNA含有的微小開放讀碼框也具有編碼多肽的能力，一般小于50個氨基酸長度的肽鏈被稱為多肽。在機(jī)體內(nèi)很早就發(fā)現(xiàn)了一批具有生物活性的多肽，如：免疫活性肽、神經(jīng)活性肽等，其潛在功能涉及人體的激素、神經(jīng)、細(xì)胞生長和生殖各領(lǐng)域。人體內(nèi)存在1881個miRNA的前體和超過20，000個長鏈非編碼RNA。這些“非編碼區(qū)”編碼的多肽甚至超過了目前已知所有蛋白的種類，極大拓展了我們對于體內(nèi)多肽及其功能的認(rèn)識。2015年Dominique等在Nature上報道擬南芥中存在miR-165a及miR-171b前體編碼多肽調(diào)控擬南芥根部的發(fā)育。但是，在哺乳動物中是否存在同樣的現(xiàn)象仍有待于進(jìn)一步的研究。
圖1：miPEP155結(jié)合HCS70調(diào)控抗原提呈，治療自身免疫性疾病
課題組運(yùn)用生物信息學(xué)分析，結(jié)合數(shù)據(jù)庫Ribo-seq結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了人樹突狀細(xì)胞（Dendritic Cells，DCs）中“非編碼”基因microRNA155 host gene存在編碼多肽的潛能。進(jìn)一步通過CRISPR技術(shù)、定制抗體等手段，首次證實(shí)了人“非編碼”microRNA前體能夠編碼多肽，并將MIR155HG編碼的這一多肽命名為miPEP155。研究人員運(yùn)用Biotin標(biāo)記的miPEP155發(fā)現(xiàn)其在DCs中的互作蛋白HSC70，并在內(nèi)源性miPEP155上得到了驗(yàn)證。HSC70是一種分子伴侶和熱休克蛋白，存在兩個主要結(jié)構(gòu)域，ATPase功能域與substrate-binding domain（SBD），其參與細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的折疊、裝配、轉(zhuǎn)運(yùn)和降解，維持細(xì)胞熱耐受，調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)突變蛋白的表達(dá)等。近年來，HSP肽復(fù)合物激活特異性免疫應(yīng)答的研究得到廣泛關(guān)注。體外研究發(fā)現(xiàn)，miPEP155可特異性地與HCS70的ATPase功能域綁定，大幅降低炎癥環(huán)境中DC細(xì)胞MHC-Ⅱ的表達(dá)和轉(zhuǎn)運(yùn)水平，從而調(diào)控其抗原提呈功能（圖 1）。
銀屑病（Psoriasis）是一種常見的、高復(fù)發(fā)性皮膚免疫性炎癥，臨床表現(xiàn)為患者皮損處的角質(zhì)形成細(xì)胞過度增生導(dǎo)致表皮增厚、結(jié)痂增多；同時真皮中有大量炎癥細(xì)胞浸潤。銀屑病鮮有致死，但大量的皮屑常使患者瘙癢難耐、痛苦不堪，嚴(yán)重影響其生活品質(zhì)；而且表皮結(jié)痂影響患者的外觀，嚴(yán)重影響患者的社交及工作。在咪喹莫特誘導(dǎo)的小鼠類銀屑病模型中，miPEP155治療顯著減少了皮膚的厚度和真皮中的炎癥細(xì)胞浸潤。DCs是目前發(fā)現(xiàn)的抗原遞呈能力最強(qiáng)的固有免疫細(xì)胞，皮膚DCs在銀屑病的發(fā)病進(jìn)程中有至關(guān)重要的作用，miPEP155可能通過抑制DCs抗原提呈這一機(jī)制減輕了銀屑病模型的發(fā)生發(fā)展。在另一種自身免疫性疾病小鼠模型EAE中，尾靜脈注射miPEP155大幅度減緩減輕了疾病的發(fā)生發(fā)展，這為自身免疫性疾病的治療提供了新的可能策略。
多肽具有人體內(nèi)不結(jié)存，無副作用、用量少、吸收快、生產(chǎn)成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。多肽市場方面，全球多肽藥物的市場已經(jīng)超過200億美元，并且保持每年10%的增速。目前全球多肽類藥物的研發(fā)已廣泛涉足疫苗、抗腫瘤藥物、心腦血管藥物、抗病毒多肽，以及抗菌性活性肽、診斷試劑盒的研究。目前全球已經(jīng)批準(zhǔn)了近60個多肽產(chǎn)品上市。王宏林課題組利用分子生物學(xué)及抗體檢測的方法在世界范圍里首次發(fā)現(xiàn)了miR-155前體（pri-miR-155編碼多肽并命名為miR-155前體編碼多肽（miPEP155）（專利申請?zhí)枺?01810643349.5），且在兩種自身免疫性疾病的小鼠模型上明確了其生物學(xué)功能，有顯著治療效果。未來，團(tuán)隊有望對miPEP155結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化使其達(dá)到最佳的治療效果，最終成為一種靶點(diǎn)明確，療效明顯，低毒副作用，成本低廉的原創(chuàng)性治療自身免疫性疾病的多肽類藥物。
王宏林，上海市免疫學(xué)研究所研究員，上海交通大學(xué)特聘教授，博士生導(dǎo)師，國家杰出青年基金獲得者，長期從事銀屑病研究，在銀屑病病因?qū)W和治療新靶點(diǎn)領(lǐng)域取得了系列原創(chuàng)性研究成果。該研究由王宏林團(tuán)隊獨(dú)立攻克，成果具有較強(qiáng)的臨床轉(zhuǎn)化潛力，王宏林團(tuán)隊在新藥研發(fā)領(lǐng)域一直成果突出，具有成功獲得國家I類新藥臨床批件的經(jīng)驗(yàn)與實(shí)力。上海市免疫學(xué)研究所王宏林研究員為該論文的通訊作者，博士后牛立慢、樓方舟、助理研究員孫洋為該論文的共同第一作者。該研究受到國家杰出青年科學(xué)基金、國家自然科學(xué)基金面上及青年項(xiàng)目、上海市轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心項(xiàng)目及上海市高水平地方高校創(chuàng)新研究團(tuán)隊計劃的支持。該研究得到上海市免疫學(xué)研究所,包括免疫所的流式平臺,顯微成像平臺,測序平臺等公共平臺的支持。
作者：牛立慢，樓方舟，孫洋
編輯：王佳琦，馮昫皎
審核：方麗娟，李斌
新聞動態(tài)
滬公網(wǎng)安備 31009102000053號 滬ICP備18007527號-1 郵箱：[email protected]