中科院微生物研究所/福建農(nóng)林大學(xué)的陳吉龍研究員長期從事流感病毒致病機理、抗病毒免疫學(xué)、病毒感染誘導(dǎo)腫瘤發(fā)生機理、腫瘤免疫學(xué)等領(lǐng)域的研究。近期，其實驗室利用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)的長鏈非編碼RNA——NRAV，通過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際頂級期刊Cell子刊Cell, Host & Microbe（影響因子12.194）。（芯片實驗由康成提供技術(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被宿主的病原識別受體所識別，激活抗病毒天然免疫應(yīng)答，抑制病毒復(fù)制。LncRNA是近5年來生物和醫(yī)學(xué)界的熱門研究領(lǐng)域，已有報道證明lncRNA在眾多細胞過程中具有重要功能，但是lncRNA在抗病毒天然免疫應(yīng)答過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)答中的功能展開系統(tǒng)研究。

研究思路：

為了系統(tǒng)檢測病毒對宿主lncRNA的影響，作者首先應(yīng)用美國Arraystar Human LncRNA芯片檢測甲型流感病毒（IAV）感染和不感染的肺泡上皮細胞細胞（各3例）的lncRNA表達變化。其中，lncRNA-NRAV在IAV感染的細胞中表達水平顯著降低，并且借助于生物信息學(xué)分析和分子生物學(xué)手段，確認了NRAV的非編碼特征和全長序列。作者通過細胞和轉(zhuǎn)基因小鼠的體外、體內(nèi)實驗表明，NRAV能夠顯著促進IAV的復(fù)制及毒力，說明NRAV是抗病毒天然免疫應(yīng)答的負調(diào)控因子。

作者進一步研究NRAV促進IAV復(fù)制的機制，在病毒感染的細胞中過表達NRAV，通過全基因組表達譜芯片檢測基因表達改變。GO分析顯示很多差異表達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發(fā)生顯著變化。

作者在多個層次研究NRAV影響干擾素刺激基因表達的機制。ChIP-PCR實驗發(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。進一步，通過RNA pull-down和RIP實驗還發(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：

結(jié)果展示：

A． 聚類圖顯示差異表達的lncRNA，差異顯著的lncRNA及RT-PCR驗證；
B． 聚類圖顯示差異表達的mRNA，干擾素刺激基因聚類圖；
C． 全基因組表達譜芯片篩選的差異表達基因GO分析；
D． ChIP-PCR實驗表明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。在病毒感染的細胞中，長鏈非編碼RNA-NRAV表達水平顯著降低。體內(nèi)外實驗表明，NRAV能夠顯著促進IAV的復(fù)制，作為負調(diào)控因子影響抗病毒天然免疫應(yīng)答。該研究確定了一個新的宿主抗病毒反應(yīng)lncRNA，對了解病毒與宿主的相互作用起到促進作用，對于揭示流感等急性感染病毒的致病機理具有重要的科學(xué)意義，為新型抗病毒藥物的研制提供了藥物靶點。

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.