lncRNA Ifng-AS1/miRNAs/ JAK-STAT信号通路互作网络对结核分枝杆菌潜伏感染的调控机制

LncRNA Ifng-AS1 is one kind of long non-coding RNAs (lncRNAs) located at 45 kilo bases (kb) downstream of the opposite strand of Ifng. Previous studies found that lncRNA Ifng-AS1 could significantly enhance the expression of IFN-γ through regulating JAK-STAT pathway, so as to induce cell inflammatory response, which plays an important role in the latent infection of M. tuberculosis (Mycobacterium tuberculosis).However, the exact regulatory mechanism is incompletely understood. This study aims to isolate immune cells from healthy and M. tuberculosis infected people, construct lncRNA Ifng-AS1 overexpression or knockout cells and corresponding mice with or without M. tuberculosis infection and use RNA pull-Down, RIP-Chip, Western blot, cell co-culturing and other techniques, so as to reveal the molecular mechanism of lncRNA Ifng-AS1 affecting the expression of IFN-γ expression through interacting with JAK-STAT signaling pathway at both miRNAs and methylation levels, and elucidate the molecular mechanism of lncRNA Ifng-AS1 regulating latent infection of M. tuberculosis within macrophages through affecting IFN-γ expression mediated macrophage autolysosome maturation.

lncRNA Ifng-AS1是位于Ifng基因下游-45kb的反义链上的长链非编码RNA，研究发现lncRNA Ifng-AS1可通过调控JAK-STAT信号通路，显著增强IFN-γ的表达，引起细胞炎症反应，在结核分枝杆菌潜伏感染中具有重要作用，其作用机制不明。本研究拟通过分离健康和结核病阳性人群免疫细胞，构建lncRNA Ifng-AS1过表达/敲除细胞和小鼠模型，制备相应结核分枝杆菌感染模型，利用RNA pull-Down、RIP-Chip、Western blot和细胞共培养等技术，研究lncRNA Ifng-AS1在miRNAs和甲基化水平上，通过与JAK-STAT信号通路互作网络调控IFN-γ表达的分子机制和lncRNA Ifng-AS1通过IFN-γ介导巨噬细胞自噬溶酶体的成熟，影响结核分枝杆菌在巨噬细胞内潜伏感染的分子机制。

结核病是由结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis，M. tuberculosis）感染引起人兽共患传染性疾病，严重危害人类健康。结核分枝杆菌是一种胞内寄生菌，主要的宿主细胞是肺泡巨噬细胞。长链非编码RNA（lncRNA）是一类长度大于200个核苷酸的非编码RNA，越来越多的研究表明，lncRNA可以参与T细胞分化、树突状细胞的成熟、细胞炎症反应等。长链非编码RNA Ifng-AS1（又名NeST，Tmevpg1，IFNG-AS1）是一个反义lncRNA，位于IFNG基因下游-45kb的反义链上，定位于人类12号染色体长臂（12q15），由IFN-γ基因反义链编码形成，共有5个外显子组成，形成长度分别为494bp，1797bp，1833bp，1909bp 4个转录本，其中长度为1909bp的v2转录本长度最长，包含其他转录本的核心功能区，且表达量最高，具有潜在的免疫调控功能。本研究通过研究发现lncRNA Ifng-AS1主要表达于Th1型T细胞和NK细胞中，其他细胞中几乎不表达，LncRNA IFNG-AS1主要定位于细胞核内，可通过与ESCO2的相互作用，在转录水平上调控IFN-γ和IL-26的表达，与IFN-γ和IL-26的表达呈正相关。lncRNA Ifng-AS1通过调节IFN-γ和IL-26的表达，激活JAK/STAT信号通路中JAK1和STAT1的磷酸化水平，激活JAK/STAT信号通路促进细胞自噬杀伤胞内寄生的结核分枝杆菌H37Ra。此外，本项目研究发现lncRNA DANCR可通过ceRNA机制负向调节miR-1301-3p、miR-5194的表达量，促进ATG4D、ATG5、RHEB、STAT3、STAT5B等基因表达，进而增强细胞自噬水平，促进自噬小体生成与自噬溶酶体融合，并增强巨噬细胞对胞内寄生H37Ra的抵抗力与杀伤效能。同时发现lncRNA Malat1通过ceRNA竞争性结合mir-23b-3p靶向调控Lamp1介导巨噬细胞自噬。同时发现Linc-Malat1作为mir-23b-3p的CeRNA调控Lamp1表达。本研究结果将为阐明结核分枝杆菌的潜伏感染机制，研究抗结核分枝杆菌新药物靶点提供理论依据。