國際出版最新動(dòng)態(tài)
當(dāng)前位置:首頁 > 學(xué)術(shù)資源 > 國際出版最新動(dòng)態(tài) > 蔣澄宇團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)禽流感病毒抑制宿主先天免疫新機(jī)制
蔣澄宇團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)禽流感病毒抑制宿主先天免疫新機(jī)制
作者:ISE 來源: 時(shí)間:2022-08-17 訪問量: 763 |
作者:王超杰 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)學(xué)院-動(dòng)物藥物工程課題組 流行性感冒是由A型流感病毒引起的一種人獸共患傳染病,主要是禽流感病毒(AIV)引起的。先天免疫是機(jī)體先天具有的正常的生理防御功能,能夠?qū)Ω鞣N不同的病原微生物和異物入侵做出相應(yīng)的免疫應(yīng)答。禽流感病毒(AIV)會(huì)引起零星爆發(fā)甚至大流行,是因?yàn)椴《灸軌蛱颖芩拗鞯拿庖叻磻?yīng),而且治療手段有限。 近日,中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所蔣澄宇研究員團(tuán)隊(duì)牽頭在中國免疫學(xué)會(huì)會(huì)刊Cellular & Molecular Immunology(IF= 22.096)發(fā)表了題為Avian influenza viruses suppress innate immunity by inducing trans-transcriptional readthrough via SSU72的研究論文。該成果為進(jìn)一步了解流感病毒感染宿主、以及宿主免疫系統(tǒng)的抵抗機(jī)制提供了基礎(chǔ),為流感病毒的預(yù)防提供新的思路。
當(dāng)病毒感染人體細(xì)胞以后,病毒會(huì)將病毒的遺傳物質(zhì)輸入到人體細(xì)胞內(nèi),病毒的遺傳物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)利用細(xì)胞器進(jìn)行自我復(fù)制,在這個(gè)過程當(dāng)中,會(huì)干擾細(xì)胞的正常生命活動(dòng),造成細(xì)胞內(nèi)的功能紊亂,有可能會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞的裂解死亡。在本研究中,作者通過對(duì)感染H1N1、H5N1和H7N9病毒的人A549肺癌細(xì)胞進(jìn)行RNA序列分析,對(duì)多種感染病毒細(xì)胞系進(jìn)行細(xì)胞活力分析,發(fā)現(xiàn)甲型流感病毒感染引起細(xì)胞轉(zhuǎn)錄通讀(transcriptional readthrough, TRT)增加,TRT與甲型流感病毒感染細(xì)胞的活力呈負(fù)相關(guān)。
圖3 在A549、HEK293、HEK293T、HPF-a、H1650和HeLa細(xì)胞中使用MTS測(cè)定H5N1流感病毒感染后24小時(shí)的細(xì)胞活力 為了確定哪些基因最受AIV感染的影響,作者計(jì)算了TRT水平與順式和反式基因表達(dá)水平之間的相關(guān)性,發(fā)現(xiàn)反式基因表達(dá)與細(xì)胞感染的相關(guān)性更強(qiáng),這說明TRT可能特異性調(diào)節(jié)感染細(xì)胞互補(bǔ)鏈上基因的表達(dá)。
圖4 在H5N1/H7N9/H1N1感染A549細(xì)胞后的不同時(shí)間,TRT影響基因的反式-TRT/順式-TRT模式之間的上調(diào)和下調(diào)TRT區(qū)域表達(dá)水平的Spearman秩線性相關(guān)分析 作者在H5N1和H7N9感染細(xì)胞中發(fā)現(xiàn),反式TRT影響的基因增加了。對(duì)反式TRT基因數(shù)量和細(xì)胞活力與病毒復(fù)制相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),TRT與病毒的致死性相關(guān)。
圖5 H5N1/H7N9感染A549細(xì)胞后不同時(shí)間的反式TRT影響基因數(shù)量
圖6 細(xì)胞活力與反式TRT影響基因數(shù)量的相關(guān)性分析
圖7 病毒復(fù)制與反式TRT影響基因數(shù)量的相關(guān)性分析 通過對(duì)反式TRT影響的基因的功能分析發(fā)現(xiàn),反式轉(zhuǎn)錄相關(guān)基因可能與H5N1病毒感染相關(guān)的高致死率有關(guān),并有助于抵抗宿主先天免疫。
圖8 H5N1感染的A549細(xì)胞中反式TRT影響基因的功能通路富集分析
圖9 H7N9感染的A549細(xì)胞中反式TRT影響基因的功能通路富集分析 然后作者對(duì)GLS和IL23A中轉(zhuǎn)錄終止點(diǎn)位(TTS)下游的TRT區(qū)域(對(duì)應(yīng)著STAT1和STAT2中的反式TRT位置)使用探針進(jìn)行熒光原位雜交,研究H1N1和H5N1感染細(xì)胞中STAT1和STAT2表達(dá)水平,
圖10、11 A549細(xì)胞經(jīng)AF/H1N1/H5N1/H7N9處理后12h,GLS基因、GLS的反式TRT區(qū)和STAT1基因的RNA序列覆蓋水平,以及IL23A基因、IL23A的反式TRT區(qū)和STAT2基因的RNA序列覆蓋水平 這些數(shù)據(jù)表明,TRT通過反式TRT影響互補(bǔ)鏈上先天免疫基因的表達(dá),尤其是STAT1和STAT2。為了進(jìn)一步證明TRT對(duì)STAT1/2的抑制作用,作者使用CRISPRi消除了A549細(xì)胞中GLS和IL23A中的TRT,然后研究STAT1和STAT2表達(dá)。結(jié)果表明,GLS和IL23A的TRT抑制互補(bǔ)鏈上抗病毒基因STAT1和STAT2的轉(zhuǎn)錄。 在研究TRT潛在機(jī)制的過程中,作者發(fā)現(xiàn)H5N1感染后SSU72蛋白表達(dá)顯著下降,但在H1N1感染后沒有下降,而TRT發(fā)生在SSU72蛋白降解之前,這表明SSU72可能與TRT有關(guān)。于是作者敲除了A549細(xì)胞的SSU72表達(dá)基因,在H1N1和H5N1感染后,敲除了SSU72基因的A549細(xì)胞表現(xiàn)出了較低的生存能力,較高的GLS和IL23A TRT水平和較低的STAT1/2 mRNA水平,這說明SSU72是AIV感染期間TRT的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。 為了進(jìn)一步探討SSU72對(duì)TRT調(diào)節(jié)的機(jī)制,作者在HEK293T細(xì)胞中過度表達(dá)了10個(gè)H5N1基因,并進(jìn)行RNA序列分析,發(fā)現(xiàn)過度表達(dá)H5N1 NS1蛋白的細(xì)胞具有更高的TRT水平和更低的SSU72表達(dá)水平。通過免疫共沉淀試驗(yàn)和共焦顯微鏡成像顯示,H5N1 NS1蛋白直接與人SSU72蛋白結(jié)合,導(dǎo)致其表達(dá)減少,最終誘導(dǎo)TRT并抑制STAT1/2 mRNA表達(dá)。
為了進(jìn)一步闡明SSU72在甲型流感病毒感染中的作用,作者制備了肺部SSU72過表達(dá)的轉(zhuǎn)基因小鼠,并用H5N1感染。小鼠肺組織的RNA進(jìn)行序列分析結(jié)果表明SSU72轉(zhuǎn)基因小鼠的TRT基因數(shù)量小于對(duì)照小鼠,并且STAT1和STAT2的肺表達(dá)水平較高,肺損傷和水腫較輕,病毒滴度較低,存活率較高。這些結(jié)果表明SSU72的過度表達(dá)可以抑制小鼠肺組織中的TRT。最后,作者采集了H7N9、H5N6、H1N1、肺炎患者(無流感病毒感染)和健康人的血樣,分離外周血單個(gè)核細(xì)胞(PBMC)進(jìn)行RNA序列分析,驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)室結(jié)果。 在本研究中,作者發(fā)現(xiàn)RNA聚合酶II C端的磷酸酶SSU72是TTS的一個(gè)基因環(huán)調(diào)節(jié)器,在TRT調(diào)節(jié)中起著至關(guān)重要的作用。AIV病毒通過NS1蛋白直接與SSU72結(jié)合減少其表達(dá),誘導(dǎo)的反式TRT抑制抗病毒基因STAT1和STAT2的表達(dá),這使得病毒能夠逃避宿主的抗病毒免疫反應(yīng),抑制先天免疫系統(tǒng)。但還需要進(jìn)一步研究為什么TRT主要在反式而非順式中起作用,探索其他受反式TRT影響,與先天免疫反應(yīng)相關(guān)的基因。這一AIV抑制先天免疫機(jī)制的揭示對(duì)未來禽流感病毒的預(yù)防和治療有著重大意義。 原文鏈接: |