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狂犬病的世界范围传播及野生动物的感染给公共卫生带来极大威胁。在亚洲、非洲、南美洲等地区,狂犬病的发病案例仍有较高频率的存在,给人们的生命、财产带来损失。狂犬病是一种人兽共患病,人感染发病后致死率接近100%,并且目前尚无相关可以治疗狂犬病的药物。因此,有必要深入探究狂犬病病毒的复制、感染及其致病机制。
lncRNA指包含大于200个核苷酸的不编码蛋白质的RNA序列。越来越多的证据表明,lncRNA参与细胞生长,发育,分化,自噬和凋亡的过程,并调控转录、转录后和表观遗传水平的基因表达。lncRNAs也涉及多种疾病和免疫应答,lncRNA的差异表达与病原体感染有关。目前,在应对流感病毒(IAV)、人类免疫缺陷病毒(HIV)、单纯疱疹病毒(HSV)、登革病毒(DENV)、汉坦病毒(Hantavirus)等病毒性病原体感染时的相关宿主lncRNA功能已被研究;在流感病毒、艾滋病毒以及结核分枝杆菌等多种病原感染致病机制的研究中,鉴定出了部分调控病原微生物感染的功能性lncRNA。一些病毒感染的lncRNA表达谱正在被解析和研究。近些年来,lncRNA的相关研究为深入探索病原微生物的致病机制提供了基础理论依据。
为了探索宿主lncRNA与狂犬病病毒之间的关系,本研究以狂犬病病毒感染的人神经母细胞瘤细胞为模型,应用全基因组芯片技术首次分析了狂犬病病毒CVS-11毒株感染的细胞lncRNA及mRNA表达谱。鉴定出896条lncRNA和579条mRNA在病毒感染后差异表达,GO和KEGG分析了差异表达基因的功能和可能参与的通路。构建了lncRNA-mRNA-转录因子共表达网络,将lncRNA与可能在病毒与宿主相互作用中重要的调控因子和通路联系起来。网络分析表明,E2F4、TAF7和一些lncRNA在不同的信号通路中发挥转录调控作用。本研究对RABV感染过程中差异表达lncRNA和mRNA的共表达分析,为进一步揭示狂犬病病毒的致病机制和药物治疗靶点提供了基础信息。
进一步的研究中,从获得的lncRNA表达谱中筛选到一条对病毒感染起到促进作用的lncRNA-PINT,PINT在病毒感染的过程上调表达,PINT的上调表达依赖于p53蛋白,当沉默p53后,狂犬病毒的感染不能诱导PINT的上调表达。过表达PINT促进了病毒蛋白的表达和病毒的复制,沉默PINT抑制了病毒蛋白的表达和病毒的复制。
为了进一步探索p53在狂犬病毒感染中的作用,本研究采用CRISPR/Cas9技术构建了p53敲除的人神经母细胞瘤细胞系。与野生型细胞相比,p53敲除的细胞系中病毒RNA的复制显著增高,蛋白合成增加,病毒复制水平也显著升高。为了探究p53的抗狂犬病病毒作用机理,我们通过荧光定量PCR检测了部分抗病毒蛋白干扰素刺激基因(ISGs)以及部分炎症因子等在野生型细胞和p53敲除细胞应答狂犬病病毒感染时的变化情况,结果表明:在p53敲除细胞中,IFIT3、ISG15、ISG20、RSAD2、OASL、OAS2以及CH25H等的表达水平有显著的下降。其中,发现过表达CH25H时可以显著抑制病毒蛋白和合成和RNA复制,沉默CH25H时可以促进病毒蛋白的表达。这说明p53在维持宿主细胞的抗狂犬病病毒免疫应答中具有重要的调节作用。
综上所述,本研究为深入研究狂犬病病毒的致病机制和药物治疗靶点提供了丰富的信息;同时。初步揭示了p53和lncRNA-PINT参与了狂犬病病毒感染过程中并发挥重要的调控作用。
lncRNA指包含大于200个核苷酸的不编码蛋白质的RNA序列。越来越多的证据表明,lncRNA参与细胞生长,发育,分化,自噬和凋亡的过程,并调控转录、转录后和表观遗传水平的基因表达。lncRNAs也涉及多种疾病和免疫应答,lncRNA的差异表达与病原体感染有关。目前,在应对流感病毒(IAV)、人类免疫缺陷病毒(HIV)、单纯疱疹病毒(HSV)、登革病毒(DENV)、汉坦病毒(Hantavirus)等病毒性病原体感染时的相关宿主lncRNA功能已被研究;在流感病毒、艾滋病毒以及结核分枝杆菌等多种病原感染致病机制的研究中,鉴定出了部分调控病原微生物感染的功能性lncRNA。一些病毒感染的lncRNA表达谱正在被解析和研究。近些年来,lncRNA的相关研究为深入探索病原微生物的致病机制提供了基础理论依据。
为了探索宿主lncRNA与狂犬病病毒之间的关系,本研究以狂犬病病毒感染的人神经母细胞瘤细胞为模型,应用全基因组芯片技术首次分析了狂犬病病毒CVS-11毒株感染的细胞lncRNA及mRNA表达谱。鉴定出896条lncRNA和579条mRNA在病毒感染后差异表达,GO和KEGG分析了差异表达基因的功能和可能参与的通路。构建了lncRNA-mRNA-转录因子共表达网络,将lncRNA与可能在病毒与宿主相互作用中重要的调控因子和通路联系起来。网络分析表明,E2F4、TAF7和一些lncRNA在不同的信号通路中发挥转录调控作用。本研究对RABV感染过程中差异表达lncRNA和mRNA的共表达分析,为进一步揭示狂犬病病毒的致病机制和药物治疗靶点提供了基础信息。
进一步的研究中,从获得的lncRNA表达谱中筛选到一条对病毒感染起到促进作用的lncRNA-PINT,PINT在病毒感染的过程上调表达,PINT的上调表达依赖于p53蛋白,当沉默p53后,狂犬病毒的感染不能诱导PINT的上调表达。过表达PINT促进了病毒蛋白的表达和病毒的复制,沉默PINT抑制了病毒蛋白的表达和病毒的复制。
为了进一步探索p53在狂犬病毒感染中的作用,本研究采用CRISPR/Cas9技术构建了p53敲除的人神经母细胞瘤细胞系。与野生型细胞相比,p53敲除的细胞系中病毒RNA的复制显著增高,蛋白合成增加,病毒复制水平也显著升高。为了探究p53的抗狂犬病病毒作用机理,我们通过荧光定量PCR检测了部分抗病毒蛋白干扰素刺激基因(ISGs)以及部分炎症因子等在野生型细胞和p53敲除细胞应答狂犬病病毒感染时的变化情况,结果表明:在p53敲除细胞中,IFIT3、ISG15、ISG20、RSAD2、OASL、OAS2以及CH25H等的表达水平有显著的下降。其中,发现过表达CH25H时可以显著抑制病毒蛋白和合成和RNA复制,沉默CH25H时可以促进病毒蛋白的表达。这说明p53在维持宿主细胞的抗狂犬病病毒免疫应答中具有重要的调节作用。
综上所述,本研究为深入研究狂犬病病毒的致病机制和药物治疗靶点提供了丰富的信息;同时。初步揭示了p53和lncRNA-PINT参与了狂犬病病毒感染过程中并发挥重要的调控作用。