miR-223-gp130-PI3K信号通路在登革病毒感染中作用及其机制的研究

Dengue hemorrhagic fever and dengue shock syndrome (DHF/DSS)is the major cause of death in patients with dengue fever (DF). Bleeding caused by increased vascular permeability is the main clinical features of dengue fever. The activation of Rac1- microfilament cytoskeleton pathway not only can promote dengue virus (DV) infection, but also cause vascular endothelial cells (VEC) contraction and permeability increase. However, the mechanism underlying that DV infection activate Rac1- microfilament cytoskeleton pathway is unclear. In recent research, we found that DV infection induced down-expression of miR-223, and is closely related to the activation of Rac1-microfilament pathway. Further bioinformatics analysis indicated that the IL-6st (encoding gp130), a target gene of miR-223, may activate PI3K, and then regulate Rac1 - microfilament signaling pathways, and in turn cause change of VEC shape. Therefore this study will perform the following experiments: (1) Identifying that IL-6st is one of the target genes of miR-223; (2) the The role and mechanism of miR-223 in DV infection，mainly focusing on whether the miR-223 regulates the activation of PI3K-Rac1-microfilament via gp130; (3) Using mouse model and agomir-223 and antagomir-223，the possibility will be explored whether miR-223 act as antiviral drug target; (4) Mechanism of down-expression of miR-223 induced by DV infection: methylation in promoter of miR-223 and role of NS5 in the process. This study will provide new insight into further clarifying the mechanism of DV-host interaction and prevention of DV infection.

登革出血热和登革休克综合征是登革热（DF）患者死亡的主要原因，其临床特点为血管通透性增加引起的出血和休克，但发生机制不明。新近研究中我们发现：登革病毒（DV）感染下调miR-223的表达。软件预测发现IL-6st（编码gp130）为miR-223的靶基因之一，且gp130能够激活PI3K，后者可通过调控small G Rac1-微丝途径，引起内皮细胞收缩、血管通透性增加。为此本项目拟研究：① 证明IL-6st为miR-223的靶基因之一；② miR-223通过gp130调控PI3K-Rac1-微丝的活性，进而参与DV的感染和致病过程; ③利用动物实验，给予miR-223激动剂和拮抗剂，探讨miR-223作为抗病毒药物靶点的可能性; ④ 证明DV非结构蛋白（NS）5通过miR-223启动子区甲基化，使miR-223下调表达。期望本研究为深入阐明DV的感染机制及防治DV感染提供全新的思路。

重症登革是登革热的主要威胁，一般认为血管通透性增加引起的出血和休克是其发生的病理基础, 但血管通透性增加的机制尚存争议。本研究从病毒与宿主相互作用的角度探究了2型登革病毒（dengue virus，DENV2）感染对血管内皮细胞形态和功能的影响及其分子机制。所获主要结果如下：.1、miR-223通过多种机制参与DENV2感染血管内皮细胞：（1）miR-223可通过负调控STMN1抑制DENV2的复制: ① 本研究首先利用DENV2感染血管内皮细胞系EAhy926和HUVEC，利用芯片技术检测并验证了miRNA表达谱的变化，发现上调表达miRNA 29条，下调表达miRNA 18条，其中miR-223下调表达最为显著，仅为对照组的30%。实验证明miR-223下调表达促进了病毒的复制，而不是进入和释放。② 在此基础上，研究进一步揭示了微管骨架稳定蛋白STMN1是 miR-223的重要靶基因之一。 miR-223可通过负调控STMN1抑制DENV2复制，而转录因子C/EBPα与E2F1形成反馈环，共同参与了DENV2感染后miR-223的下调表达。本研究提示miR-223可能是一个抗DENV2分子， 为临床抗登革治疗新策略的研究提供了新线索。（2）miR-223 通过IL-6/gp130(IL6ST)通路参与DENV2感染的病理过程: ① 本项目还证明了作为IL-6受体的gp130是miR-223的另一重要靶基因, 上调表达 gp130(IL6ST) 能够促进病毒复制，同时伴有IL-6释放增加，细胞内作为IL-6受体的IL-6R和gp130表达明显上调。② 研究同时发现：DENV2感染后可激活Rac1-actin通路的活性，Rac1通过调控actin参与病毒的复制过程。研究结果为深入阐明重症登革的发生提供了重要实验依据。 .2、IL-6-gp130通路在乙型脑炎病毒（JEV）感染过程中的作用: 本项目发现JEV感染HUVEC和脑微血管内皮细胞（bMEC）后，miR-223表达水平升高，IL-6明显升高。动物和细胞实验均证明给予IL-6有利于稳定细胞间紧密连接，降低血脑屏障的通透性，减少JEV入脑的概率。提示IL-6可能是JEV感染过程中的宿主保护因子。这一观点与以往报道不同，因而尚需进一步研究予以证明。