hsa-miR-203a-3p:调控Ⅰ型干扰素免疫稳态以促进流感与新城疫病毒感染的关键分子

《RNA Biology》:Essential role of hsa-miR-203a-3p in type I interferons immune homeostasis during influenza and NDV infection

【字体: 时间:2026年03月09日 来源:RNA Biology 3.4

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  本文揭示hsa-miR-203a-3p是RNA病毒感染过程中宿主固有免疫应答的新型关键调控因子。研究发现,该microRNA在流感病毒(A/PR8/H1N1)和新城疫病毒(NDV)感染中表达上调,并通过直接靶向Ⅰ型干扰素(IFN-α/β)信号通路中的JAK1、STAT1、IFNAR1及多个IFN-α亚型,抑制干扰素刺激基因(ISGs)的表达,从而削弱宿主抗病毒防御,促进病毒复制。这为理解病毒感染与免疫稳态的调控机制提供了新视角,并为抗病毒治疗策略开发提示了潜在靶点。

  
hsa-miR-203a-3p是RNA病毒感染过程中诱导表达的关键microRNA
microRNAs (miRNAs) 是基因表达的关键转录后调控因子。通过分析涉及H7N9、HCV或DENV2感染的公共转录组数据集,研究人员将hsa-miR-203a-3p鉴定为可能影响固有免疫应答的关键调控候选分子。通路富集分析显示,hsa-miR-203a-3p的靶基因富集于Ⅰ型干扰素信号和JAK-STAT通路。实验证实,在聚肌胞苷酸 [poly(I:C)] 转染以及新城疫病毒(NDV)和A/PR8/H1N1流感病毒感染时,hsa-miR-203a-3p的表达显著上调。0.5 or (p?(p?*** (p?
hsa-miR-203a-3p直接靶向IFNA家族成员及其信号通路基因的3‘UTR
生物信息学分析表明,hsa-miR-203a-3p与干扰素信号通路基因(如IFNAR1、JAK1、STAT1)以及多个干扰素α(IFNA)亚型(如IFNA1、IFNA2、IFNA4、IFNA7、IFNA10、IFNA14、IFNA16、IFNA17)的3‘非翻译区(3’UTR)存在结合位点。为验证此相互作用,研究人员将上述基因的全长3‘UTR克隆至荧光素酶报告载体pMIR-REPORT中。在HEK293T细胞中共转染这些报告质粒与hsa-miR-203a-3p模拟物(m203a)或阴性对照(NC)后,荧光素酶活性检测显示,hsa-miR-203a-3p的过表达显著降低了IFNAR1、IFNA1、IFNA4、IFNA7、IFNA16、JAK1、STAT1和SOCS3的报告基因活性。这初步证明hsa-miR-203a-3p可结合这些靶基因的3’UTR并抑制其表达。进一步,通过定点突变(SDM)将预测的结合位点序列“CATTTCA”突变为“ACTTGAC”后,hsa-miR-203a-3p对突变体报告基因的抑制效应消失,从而确认了其结合的特异性。
hsa-miR-203a-3p通过RISC复合体靶向作用基因
MicroRNAs通过一个称为RNA诱导沉默复合体(RISC)的多蛋白复合物发挥作用,其中Ago2是RISC的核心组分。为探究hsa-miR-203a-3p是否通过RISC调控靶基因,研究人员进行了RNA免疫共沉淀(RIP)实验。在共转染FLAG标记的Ago2与hsa-miR-203a-3p模拟物(m203)或阴性对照(NC)的HEK293T细胞感染病毒后,使用FLAG抗体沉淀Ago2复合物,并检测其中结合的靶基因mRNA水平。结果显示,与阴性对照相比,在过表达hsa-miR-203a-3p的样本中,Pan-α、IFNAR1、IFNA1、JAK1和STAT1的转录本在Ago2复合物中显著富集,表明hsa-miR-203a-3p通过Ago2介导的RISC与这些靶基因mRNA直接结合。这一发现也在蛋白水平得到印证:Western blot分析显示,过表达hsa-miR-203a-3p能显著降低JAK1和IFNAR1的蛋白水平,而使用其抑制剂(I203)则能适度提升这两种蛋白的表达。此外,细胞上清液的ELISA检测表明,hsa-miR-203a-3p过表达会抑制病毒感染诱导的IL-6和IFN-β产生,而抑制hsa-miR-203a-3p则能部分恢复IL-6的水平。
hsa-miR-203a-3p抑制抗病毒应答
病毒感染通常会触发固有免疫细胞因子的上调,尤其是Ⅰ型干扰素(如IFN-α和IFN-β),它们对于激活干扰素刺激基因(ISGs)至关重要。为评估hsa-miR-203a-3p对Ⅰ型干扰素表达的影响,研究人员在A549细胞中转染hsa-miR-203a-3p模拟物(m203)、抑制剂(I203)或阴性对照(NC)后,再用病毒进行感染。实时荧光定量PCR(RT-qPCR)结果显示,过表达hsa-miR-203a-3p能显著降低A/PR8/H1N1或NDV感染后不同时间点的IFN-α和IFN-β转录本水平。相反,使用hsa-miR-203a-3p抑制剂则能恢复IFN-α和IFN-β的表达。这一现象在人外周血单个核细胞(hPBMCs)中也得到了验证。为了探究Ⅰ型干扰素表达受抑制的下游效应,研究人员使用了含有干扰素刺激反应元件(ISRE)启动子的荧光素酶报告系统。实验发现,在过表达hsa-miR-203a-3p并用IFN-β刺激的细胞中,ISRE报告基因的活性显著降低。这些观察结果表明,hsa-miR-203a-3p通过抑制Ⅰ型干扰素信号传导,进而削弱了下游ISGs的表达。
hsa-miR-203a-3p促进RNA病毒复制
为确定hsa-miR-203a-3p对病毒载量的影响,研究人员在A549细胞中操控其表达后感染病毒,并在不同时间点定量病毒RNA。结果显示,过表达hsa-miR-203a-3p能导致A/PR8/H1N1的NP基因和NDV的L-pol基因表达量(即病毒载量)显著增加;而抑制内源性hsa-miR-203a-3p则能降低病毒载量。这一现象通过流式细胞术分析感染绿色荧光蛋白(GFP)标记的NDV的细胞得到了进一步验证:hsa-miR-203a-3p模拟物处理增加了GFP阳性细胞比例(即病毒载量),而其抑制剂处理则降低了病毒载量。在hPBMCs中进行的实验也得出了类似结论,支持了hsa-miR-203a-3p在促进病毒复制方面的普遍性作用。此外,早期感染时间点的检测表明,hsa-miR-203a-3p并不影响病毒进入,而是在感染后阶段通过削弱抗病毒防御来促进复制。
总结与展望
综上所述,该研究系统阐明了hsa-miR-203a-3p在RNA病毒感染中的新型调控作用。其机制在于:病毒感染诱导hsa-miR-203a-3p表达上调,后者通过Ago2-RISC复合体直接靶向并结合Ⅰ型干扰素信号通路中多个关键分子(如IFNAR1、JAK1、STAT1及多个IFN-α亚型)的3‘UTR,在转录和翻译水平抑制这些基因的表达。这导致宿主细胞产生IFN-α/β的能力下降,下游ISGs的激活受阻,从而削弱了固有的抗病毒免疫防线,最终为A/PR8/H1N1流感病毒和NDV的复制创造了有利条件。这项研究不仅揭示了microRNA在病毒-宿主相互作用中调控免疫稳态的一个精细机制,也为未来开发针对此类“促病毒”miRNA的抗病毒治疗策略(例如使用抑制剂或antagomiR)提供了理论依据和潜在的干预靶点。
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