人内源性逆转录病毒作为竞争性内源RNA参与SLE致病的机制研究

The clinical manifestations and course of systemic lupus erythematosus (SLE) are complicated and the etiology and pathogenesis of SLE remains elusive. In our previous researches, 5 high-expressed human endogenous retrovirus K (HERV-K) genes are closely related to immune dysfunction in SLE patients, which indicating HERV genes participating pathogenesis of SLE by immune regulation. We propose that HERV genes could potentially involve occurrence and development of SLE as competing endogenous RNA (ceRNA) through post-transcriptional regulation. On this basis, the research carries out as follows: We establish HERV-associated ceRNA network using high-throughput sequencing data by bioinformatics method. Next the regulation mechanism of HERV genes significantly related to immune function and the correlation between HERV genes and clinical manifestations is identified. In addition we verify the results of high-throughput analysis by molecular biological technique. We provide new theory for HERV involving pathogenesis of SLE and becoming the new target of clinical interventions.

系统性红斑狼疮（systemic lupus erythematosus，SLE）临床表现复杂，病程迁延反复，确切病因及发病机制迄今不详。我们前期研究发现，SLE患者中5个高表达的人内源性逆转录病毒K家族（human endogenous retrovirus K，HERV-K）基因与免疫功能的失调密切相关，提示HERV基因可能通过免疫调控参与SLE致病过程。本项目针对HERV基因有潜力作为竞争性内源RNA（competing endogenous RNAs，ceRNA）通过转录后调控参与SLE发生发展，展开如下研究：基于高通量测序数据，利用生物信息学方法建立SLE中HERV介导的ceRNA调控网络；识别免疫功能相关HERV的调控机制及其对SLE患者临床表现的影响；运用分子生物学技术对高通量分析结果进行验证，为HERV参与SLE致病机制与其成为SLE临床干预的新靶点提供理论依据。

系统性红斑狼疮（Systemic lupus erythematosus, SLE）是一种典型的自身免疫性疾病，多种复杂因素参与其发生发展。本研究旨在识别和验证SLE相关的由HERV-K （HML2）基因编码的sRNA，以及X染色体编码的miRNA（X-linked miRNA），并进一步研究这些sRNA和miRNA在SLE发病机制和诊断中发挥的作用。.我们使用数据集GSE72420，比较SLE患者和健康对照组的表达谱数据，共识别7863个差异表达基因（DEGs）和110个差异表达的HML2基因。通过小RNA测序分析共识别出9个在SLE和健康对照组中差异表达的X连锁miRNA（X-linked miRNA）。接下来我们利用加权基因共表达网络分析（WGCNA）构建了共表达网络，识别DEGs和HML2基因的共表达模块。我们发现5个HML2基因（LTR150, LTR200, LTR881, 3p25.3和K105）在SLE中参与免疫相关功能的调控。我们使用CIBERSORT来评估SLE患者和对照组的不同免疫细胞类型的比例，并且进一步评估了免疫相关HML2基因和免疫细胞以及免疫因子之间的关系。结果显示B细胞组分比例与LTR150和LTR200呈负相关关系、激活的NK细胞与LTR150、3p25.3呈负相关关系。我们使用特定的标准，识别了10个HML2基因潜在编码的sRNA，并通过qRT-PCR的方法进行验证。其中一些sRNA还对SLE的诊断有预测作用。对于9个X连锁miRNAs，我们使用TargetScan和miRDB数据库共预测出114个靶基因。功能分析表明，这些靶基因显著富集到了免疫相关功能中，如PD-1 checkpoint pathway in cancer。接下来我们利用STRING数据库构建了这些靶基因的蛋白-蛋白相互作用（PPI）网络。我们发现FOS、PTEN、STAT1、GRB2和ITGA6是排在前五位的中心（hub）基因，其中PTEN在SLE患者中的表达水平与X连锁 miR-548m的表达水平呈负相关。荧光素酶报告基因检测证实miR-548m可以靶向PTEN 3’ UTR上的nt219-nt225区域.综上所述，我们的结果表明，sRNA和miRNA在SLE中发挥着免疫调控分子的作用，这可能是一种非编码RNA参与SLE发生发展的新的分子机制。