miR-27a调控RNA病毒感染诱导的I型干扰素的产生及其分子机制的研究

The tight regulation of type I interferons (IFNs) is critical in the innate immune defense against viruses since over-production of the cytokine can contribute significantly to autoimmune disease. The mechanisms of microRNA involved in the regulation of the antiviral immune response are not clear. we have found that the expression of miR-27a was significantly downregulated upon viral infection in macrophages, preliminary experiments suggested that type I IFN was upregulated, VSV replication was inhibited and promoted p-IRF3 level after miR-27a overexpression. Meanwhile,we found miR-27a Sponge transgenic mice produced more type I IFNs in vivo. We intend to find the mechanism of miR-27a downregulation and use bioinformation and microarray chip assay to find the target genes of miR-27a(especially the protein that negative regulation of type I IFN), to explain the molecular mechanism of miR-27a regulate the production of type I IFN; we construct miR-27a sponge transgenic mouse to validation the function of miR-27a in vivo. In depth study of this subject is very important to explore the relationship between the microRNA and the regulatory mechanism of type I IFN anti-viral immuce response and to seek a new way for treatment of viral infection.

I型干扰素在抗病毒固有免疫中发挥关键作用，其表达受到精细调控。microRNA参与调控机体I型干扰素的产生是目前免疫调节机制研究的热点。申请人发现病毒感染小鼠腹腔巨噬细胞后miR-27a的表达发生显著下调，体外预实验显示miR-27a mimics能显著促进I型干扰素的表达并抑制VSV病毒的复制，同时增强IRF3的磷酸化水平，体内预实验显示miR-27a Sponge转基因小鼠能显著抑制I型干扰素的产生和促进VSV病毒的复制，在此基础上，我们拟研究miR-27a下调表达的调控机制以及通过信息学和基因表达谱芯片等寻找miR-27a的靶基因（特别是负向调控I型干扰素的蛋白），探讨其调控I型干扰素的具体分子机制，并在Sponge转基因小鼠体内进一步研究miR-27a的生理功能。本课题的研究对探讨microRNA与I型干扰素抗病毒感染的相关调控机制以及寻求治疗病毒感染性疾病的新途径均具有重要意义。

I型干扰素在激发抗病毒免疫应答中发挥关键作用，并且其表达受机体精确调控，而病毒本身也能干预抗病毒信号通路，实现其对机体抗病毒天然免疫的逃逸进而增强自身的复制。病毒干预和逃逸机体抗病毒天然免疫应答的机制是天然免疫研究的重大科学问题。此外，miRNA在天然免疫应答的调控中发挥关键作用，病毒在miRNA层面与机体的相互作用和机制目前受广泛关注。据此，本研究拟通过探求在病毒感染过程中胞内表达改变的miRNA并进一步研究其作用机制，以寻求病毒通过调控机体miRNA的表达进而干预抗病毒天然免疫应答和实现免疫逃逸的分子机制。我们先期通过高通量miRNA芯片筛选，发现在RNA病毒VSV感染小鼠腹腔巨噬细胞的过程中，miR-27a的表达显著降低。进一步研究发现，miR-27a的表达受到IFN/JAK/STAT1信号通路的调控，并且依赖于RUNX1蛋白。miR-27a的表达下调将显著抑制病毒诱导的I型干扰素产生进而增强病毒自身的复制。在分子机制研究中，通过小鼠全基因组表达谱芯片发现，miR-27a能够靶向作用于唾液酸凝集素受体Siglec1和TRIM家族的E3泛素化连接酶TRIM27，过表达miR-27a后能在mRNA和蛋白水平上降低Siglec1和TRIM27的表达。进一步研究发现，Siglec1 能与DAP12相互作用，进而活化酪氨酸磷酸酶SHP2，活化的SHP2能招募E3泛素化连接酶TRIM27后作用于TBK1，使TBK1上251位和372位的赖氨酸残基发生K48位连接的泛素化修饰进而促进其在蛋白酶体中降解，最终导致负向调控I型干扰素的表达。我们构建了miR-27a-sponge的转基因小鼠，在体内进一步验证miR-27a的功能，当腹腔注射VSV后，与对照组相比，miR-27a-sponge小鼠血清中的IFN-β的表达量显著降低，HE染色发现，小鼠肺脏中炎症细胞浸润更明显，肝、脾、肺中VSV病毒的复制更强。由此，我们证明了病毒感染诱导表达下调的miR-27a能靶向增强负调控因子Siglec1和TRIM27的表达，促进TBK1的降解，进而反馈抑制I型干扰素的表达和增强病毒自身的复制，即病毒利用miR-27a来实现自身的免疫逃逸，因此我们发现了一种病毒逃逸抗病毒天然免疫的新机制。