研究背景

TypeIIFN是人體抵御外界病毒感染的重要免疫因子。當(dāng)人體遭遇病毒感染時(shí)，識(shí)別受體蛋白PRRs激活TANK結(jié)合激酶1（TBK1），進(jìn)而活化INF調(diào)控因子IRF3而誘導(dǎo)typeIIFN的生成。TypeIIFN然后結(jié)合下游受體激活基因表達(dá)而使人體通過(guò)免疫反應(yīng)對(duì)抗病毒。然而，TypeIIFN的生成量是受到嚴(yán)格的控制，以防因?yàn)檫^(guò)多而引起免疫失衡。但是，有關(guān)TypeIIFN適量生成的潛在調(diào)控機(jī)制目前還不是很清晰。近日，著名免疫學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院院士曹雪濤教授課題組的研究人員通過(guò)一系列的篩選和驗(yàn)證，找到了反饋調(diào)控TypeIIFN生成的miRNA分子，為我們更好的理解人體抗病毒免疫過(guò)程提供了理論基礎(chǔ)。

研究結(jié)果

1.病毒感染引起的免疫反應(yīng)miRNA篩選

該課題組先前的研究結(jié)果表明水泡性口炎病毒VSV感染后會(huì)引起巨噬細(xì)胞中miR-27a表達(dá)的下調(diào)。但是，miR-27a的下調(diào)對(duì)機(jī)體抗病毒免疫反應(yīng)的作用機(jī)制還不清楚。因此，研究人員首先分析了VSV感染對(duì)miR-27a表達(dá)的時(shí)間與計(jì)量效應(yīng)。結(jié)果顯示，在VSV感染24h后，miR-27a的表達(dá)下調(diào)達(dá)到峰值。當(dāng)感染SeV后，效果也類似。當(dāng)感染其他病原體或分子：HSV，IAV，TLRagonistsLPS等時(shí)，miR-27a的表達(dá)都下調(diào)。除了巨噬細(xì)胞外，研究人員也發(fā)現(xiàn)，VSV感染后，PBMCs，骨髓樹突狀細(xì)胞，血漿樹突狀細(xì)胞，人單核細(xì)胞和THP1細(xì)胞中的miR-27a表達(dá)都會(huì)下降。該結(jié)果表明病毒感染可以顯著下調(diào)免疫細(xì)胞中的miR-27a表達(dá)。該研究中Agilentwholemousegenomemicroarray4X44Kchips服務(wù)由上海伯豪生物技術(shù)有限公司提供。

2.miR-27a下調(diào)的調(diào)控機(jī)制

在免疫反應(yīng)中，miRNAs通常是受到TypeIIFN抗病毒通路的調(diào)控。當(dāng)用IFN-α處理巨噬細(xì)胞后，miR-27a的表達(dá)顯著下調(diào)，同時(shí)表現(xiàn)出時(shí)間和計(jì)量效應(yīng)。但在IFNAR缺陷巨噬細(xì)胞中，miR-27a表達(dá)沒(méi)有降低。另外，抑制STAT1可以有效減弱miR-27a和其前體的表達(dá)下調(diào)。因此，該結(jié)果表明病毒感染引起的miR-27a下調(diào)依賴于IFN/JAK/STAT1pathway。

已有研究表明轉(zhuǎn)錄因子RUNX1正調(diào)控miR-27a的表達(dá)，研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用IFN-α處理巨噬細(xì)胞后RUNX1表達(dá)降低，同時(shí)依賴于STAT1調(diào)控的信號(hào)通路。此外，當(dāng)把STAT1knockdown后阻塞了IFN-α誘導(dǎo)的RUNX1和miR-27a表達(dá)下調(diào)，在IFN-α處理后在RUNX1knockdown時(shí)，也不會(huì)抑制miR-27a的表達(dá)。過(guò)表達(dá)RUNX1阻塞了由于VSV感染或者IFN-α處理引起的miR-27a表達(dá)下調(diào)。

以上結(jié)果表明IFN/JAK/STAT1信號(hào)通過(guò)抑制RUNX1的表達(dá)而誘導(dǎo)下游miR-27a的下調(diào)。

3.miR-27a下游調(diào)控影響

VSV感染引起miR-27a表達(dá)下調(diào)，那么下游會(huì)引起什么變化呢？研究人員分別過(guò)表達(dá)和抑制了細(xì)胞中miR-27a的表達(dá)。結(jié)果顯示過(guò)表達(dá)miR-27a促進(jìn)VSV誘導(dǎo)的TypeIIFN生成，而抑制miR-27a表達(dá)抑制了VSV誘導(dǎo)的TypeIIFN生成。因此，miR-27a正向調(diào)控VSV誘導(dǎo)的TypeIIFN的生成。

為了探究由于VSV誘導(dǎo)下調(diào)miR-27a引起的宿主細(xì)胞的影響，研究人員檢測(cè)了感染后巨噬細(xì)胞中病毒的復(fù)制情況。結(jié)果顯示，過(guò)表達(dá)miR-27a抑制了病毒的復(fù)制，而抑制miR-27a促進(jìn)了VSV的復(fù)制。該結(jié)果表明低的miR-27a水平使宿主細(xì)胞中病毒的復(fù)制更加高效。

因此，研究人員認(rèn)為VSV誘導(dǎo)miR-27a下調(diào)可以反饋抑制TypeIIFN生成，進(jìn)而使得VSV能在宿主巨噬細(xì)胞中復(fù)制。

4.miR-27a調(diào)控靶基因及作用機(jī)制

一般認(rèn)為，miRNAs通過(guò)靶向下游基因抑制其表達(dá)。因此，要想解釋miR-27a調(diào)控TypeIIFN生成，就要找到miRNAs直接作用的靶基因。運(yùn)用Aglient4X44K小鼠表達(dá)譜芯片，研究人員檢測(cè)了過(guò)表達(dá)miR-27a相比對(duì)照的差異表達(dá)基因，發(fā)現(xiàn)下調(diào)最嚴(yán)重的兩個(gè)基因分別為Siglec1和TRIM27。對(duì)所有差異基因進(jìn)行通路分析發(fā)現(xiàn)胞質(zhì)DNA感應(yīng)，自噬，TLR和RIG-like受體通路顯著富集。靶基因預(yù)測(cè)也顯示Siglec1和TRIM27的CDS區(qū)域包含miR-27a的結(jié)合位點(diǎn)。熒光報(bào)告系統(tǒng)顯示miR-27a可以顯著下調(diào)Siglec1和TRIM27的表達(dá)水平。因此，該結(jié)果表明Siglec1和TRIM27是miR-27a的直接靶基因。

那么，信號(hào)調(diào)控通路來(lái)說(shuō)，他們是否是直接的作用靶點(diǎn)而影響下游表型呢？實(shí)驗(yàn)表明，VSV誘導(dǎo)的miR-27a抑制TypeIIFN生成而增加VSV復(fù)制的表型可以被Siglec1或TRIM27knockdown所消除。當(dāng)過(guò)表達(dá)Siglec1或TRIM27時(shí)，可以顯著增加TypeIIFN生成而抑制VSV復(fù)制。因此，TypeIIFN誘導(dǎo)的miR-27a下調(diào)，反過(guò)來(lái)負(fù)調(diào)控了Siglec1或TRIM27的表達(dá)，最后反饋抑制了TypeIIFN的生成。

細(xì)胞實(shí)驗(yàn)很好的闡述了miR-27a的調(diào)控機(jī)制。那么，在體內(nèi)是否是這樣的呢？研究人員在轉(zhuǎn)基因小鼠體內(nèi)進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果顯示海綿吸附體內(nèi)miR-27a的轉(zhuǎn)基因小鼠的Siglec1和TRIM27的mRNA表達(dá)顯著增加。F1代轉(zhuǎn)基因小鼠GS27在感染VSV后，INF-β的生成降低，血液中病毒數(shù)量增加。同時(shí)，小鼠表現(xiàn)出更嚴(yán)重的病毒感染癥狀，多核細(xì)胞的滲透性和間質(zhì)性肺炎。該結(jié)果表明在體內(nèi)，病毒誘導(dǎo)的miR-27a下調(diào)可以影響Siglec1和TRIM27的表達(dá)，進(jìn)而抑制IFN的生成而影響一系列的免疫反饋機(jī)制。

研究結(jié)論

該研究表明，在受到病毒感染時(shí)，巨噬細(xì)胞中體內(nèi)的IFN/JAK/STAT1/RUNX1信號(hào)通路顯著下調(diào)了miR-27a的表達(dá)，而miR-27a的下調(diào)增加了其靶基因Siglec1和TRIM27的表達(dá)，這種作用又反過(guò)來(lái)抑制了typeIIFN生成這樣一種反饋調(diào)控的免疫作用機(jī)制。該研究為我們理解typeIIFN生成的反饋調(diào)控機(jī)制提供了新的見解。

小結(jié)

曹雪濤院士是免疫學(xué)領(lǐng)域研究的領(lǐng)軍人物，從該課題組的研究中我們也可以看到，他們對(duì)于某一個(gè)信號(hào)調(diào)控通路的研究是非常的深入和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)�。無(wú)論是表型的確認(rèn)，基因功能的闡述，都是正反兩個(gè)方面，體內(nèi)體外兩個(gè)系統(tǒng)去深入挖掘，用充分的數(shù)據(jù)去闡明某一個(gè)生物學(xué)問(wèn)題。曹院士及其課題組這種嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科研精神，不懈的專研品質(zhì)值得我們每一個(gè)科研人員學(xué)習(xí)，并向這個(gè)方面不斷地去努力。

本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaozhong/358202.html

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