中科院微生物研究所/福建農(nóng)林大學(xué)的陳吉龍研究員長(zhǎng)期從事流感病毒致病機(jī)理、抗病毒免疫學(xué)、病毒感染誘導(dǎo)腫瘤發(fā)生機(jī)理、腫瘤免疫學(xué)等領(lǐng)域的研究。近期，其實(shí)驗(yàn)室利用Arraystar Human LncRNA 芯片研究發(fā)現(xiàn)了一種新的調(diào)控宿主抗病毒反應(yīng)的長(zhǎng)鏈非編碼RNA——NRAV，通過(guò)抑制干擾素刺激基因轉(zhuǎn)錄從而調(diào)控抗病毒反應(yīng)，在抗病毒天然免疫反應(yīng)中發(fā)揮重要調(diào)控功能。該研究成果刊登在國(guó)際頂級(jí)期刊Cell子刊Cell, Host & Microbe（影響因子12.194）。（芯片實(shí)驗(yàn)由康成提供技術(shù)服務(wù)）

研究背景：

流感是一種重要的人畜共患傳染病，極具感染性和傳染性。流感病毒感染宿主后，病毒RNA被宿主的病原識(shí)別受體所識(shí)別，激活抗病毒天然免疫應(yīng)答，抑制病毒復(fù)制。LncRNA是近5年來(lái)生物和醫(yī)學(xué)界的熱門(mén)研究領(lǐng)域，已有報(bào)道證明lncRNA在眾多細(xì)胞過(guò)程中具有重要功能，但是lncRNA在抗病毒天然免疫應(yīng)答過(guò)程中的作用目前仍不清楚。陳吉龍教授課題組本次研究目的是利用Arraystar Human LncRNA 芯片對(duì)lncRNA在流感病毒復(fù)制及宿主抗病毒天然免疫應(yīng)答中的功能展開(kāi)系統(tǒng)研究。

研究思路：

為了系統(tǒng)檢測(cè)病毒對(duì)宿主lncRNA的影響，作者首先應(yīng)用美國(guó)Arraystar Human LncRNA芯片檢測(cè)甲型流感病毒（IAV）感染和不感染的肺泡上皮細(xì)胞細(xì)胞（各3例）的lncRNA表達(dá)變化。其中，lncRNA-NRAV在IAV感染的細(xì)胞中表達(dá)水平顯著降低，并且借助于生物信息學(xué)分析和分子生物學(xué)手段，確認(rèn)了NRAV的非編碼特征和全長(zhǎng)序列。作者通過(guò)細(xì)胞和轉(zhuǎn)基因小鼠的體外、體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明，NRAV能夠顯著促進(jìn)IAV的復(fù)制及毒力，說(shuō)明NRAV是抗病毒天然免疫應(yīng)答的負(fù)調(diào)控因子。

作者進(jìn)一步研究NRAV促進(jìn)IAV復(fù)制的機(jī)制，在病毒感染的細(xì)胞中過(guò)表達(dá)NRAV，通過(guò)全基因組表達(dá)譜芯片檢測(cè)基因表達(dá)改變。GO分析顯示很多差異表達(dá)基因與病原體感染和病毒復(fù)制有關(guān)，并且眾多干擾素刺激基因的基因表達(dá)發(fā)生顯著變化。

作者在多個(gè)層次研究NRAV影響干擾素刺激基因表達(dá)的機(jī)制。ChIP-PCR實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，NRAV顯著改變關(guān)鍵干擾素刺激基因IFITM3和MxA的啟動(dòng)子區(qū)的組蛋白修飾水平，從而抑制IFITM3和MxA的基因轉(zhuǎn)錄。進(jìn)一步，通過(guò)RNA pull-down和RIP實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，NRAV特異性地與多功能轉(zhuǎn)錄因子ZONAB相結(jié)合，二者相互作用，從而影響MxA的轉(zhuǎn)錄調(diào)控。

技術(shù)路線(xiàn)：

結(jié)果展示：

A． 聚類(lèi)圖顯示差異表達(dá)的lncRNA，差異顯著的lncRNA及RT-PCR驗(yàn)證；
B． 聚類(lèi)圖顯示差異表達(dá)的mRNA，干擾素刺激基因聚類(lèi)圖；
C． 全基因組表達(dá)譜芯片篩選的差異表達(dá)基因GO分析；
D． ChIP-PCR實(shí)驗(yàn)表明NRAV改變MxA和IFITM3的組蛋白修飾。

研究意義：

該研究揭示了lncRNA在抗病毒天然免疫反應(yīng)中的重要調(diào)控功能。在病毒感染的細(xì)胞中，長(zhǎng)鏈非編碼RNA-NRAV表達(dá)水平顯著降低。體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)表明，NRAV能夠顯著促進(jìn)IAV的復(fù)制，作為負(fù)調(diào)控因子影響抗病毒天然免疫應(yīng)答。該研究確定了一個(gè)新的宿主抗病毒反應(yīng)lncRNA，對(duì)了解病毒與宿主的相互作用起到促進(jìn)作用，對(duì)于揭示流感等急性感染病毒的致病機(jī)理具有重要的科學(xué)意義，為新型抗病毒藥物的研制提供了藥物靶點(diǎn)。

原文出處：

NRAV, a Long Noncoding RNA, Modulates Antiviral Responses through Suppression of Interferon-Stimulated Gene Transcription. Cell Host & Microbe, 2014, 16(5): 616-626.