内源性双链RNA的产生及其信号转导

Long stretches of dsRNA are considered as the molecular products associated with virus infection, termed Pathogen-Associated Molecular Pattern or PAMP. Previously we have proposed a broad antiviral strategy to antagonize the countermeasures of viruses in mammanlian cells (FASEB J.25:1767, 2011).The endogeneous dsRNA-binding domains and the apoptosis signaling motif were connected to create several dsRNA-dependent caspase recruiters, termed dsCAREs, which successfully blocked a broad spectrum of pathogenic virus infections, suggesting that dsRNA is indeed a practical virus-associated molecular target for borad antiviral prophylaxis. However, in a further study we detected a large amount of non-viral dsRNA in the virus infected host cells, indicating that mammanlian cells were able to produce endogensous dsRNA with yet-unkown mechanism and biological function. Markedly, endogensous dsRNA were also detected under non-viral infection conditions, such as inflammatory stimulation by bacterial endotoxin, oxidative stresses by hydrogen peroxide. It raised the question of why and how endogensous dsRNA was formed under non-viral infection conditions. It has also challenged the dsRNA-based antiviral targeting strategies. The long term aim of this proposal is to understand the transcription of the endogeneous dsRNA precusors, and to elucidate the signal transduction mechainsms of the endogeneous dsRNA.

普遍认为双链RNA是动物细胞的病原相关分子，是病毒感染动物细胞时产生的标志性产物。在此理论指导下，以双链RNA作为广谱抗病毒靶标，能有效地抑制各种病毒对人和鼠细胞的感染。近来我们研究发现，动物细胞在非病毒感染状态下，例如在炎性反应、氧化应激和化疗药物反应过程中，都可能产生内源性双链RNA。进一步研究证实，氧化应激引起的双链RNA部分由Sx-Alu RNA组成，单独表达这个Alu RNA可以激活NF-kB磷酸化和NLRP3相关的炎性反应。有理由认为，占人类基因组10% 的"基因组垃圾"参与了细胞应激反应。这对以双链RNA为靶点的广谱抗病毒理论形成了挑战，也对动物细胞内源性双链RNA的产生、信号转导和生物功能提出了新的问题。本项目将深入研究动物细胞内源性双链RNA的形成，阐明Alu RNA作为内源性双链RNA前体引起的细胞应激反应机制，进一步完善以双链RNA为靶点的广谱抗病毒理论。

双链RNA是动物细胞的病原相关分子，是病毒感染动物细胞时产生的标志性产物。以双链RNA作为广谱抗病毒靶标，能有效地抑制各种病毒对人和鼠细胞的感染。近来我们研究发现，动物细胞在非病毒感染状态下，例如在炎性反应、氧化应激和化疗药物反应过程中，都可能产生内源性双链RNA。进一步研究证实，氧化应激引起的双链RNA部分由Sx-Alu RNA组成，单独表达这个Alu RNA可以激活NF-kB磷酸化和NLRP3相关的炎性反应。有理由认为，占人类基因组10% 的"基因组垃圾"参与了细胞应激反应。这对以双链RNA为靶点的广谱抗病毒理论形成了挑战，也对动物细胞内源性双链RNA的产生、信号转导和生物功能提出了新的问题。本项目深入地研究了动物细胞内源性双链RNA的形成，阐明Alu RNA作为内源性双链RNA前体引起的细胞应激反应机制，进一步完善以双链RNA为靶点的广谱抗病毒理论。具体成果包括1）重组dsCARD蛋白激活了病毒感染细胞的程序性细胞坏死；2）非编码双链RNA-RLR受体介导的细胞程序性坏死机制；3）高糖血症应激诱导的非编码双链RNA及其信号转导机理；4）展开了双链RNA编辑酶的蛋白组学研究；5) Alu-Sx RNA 调节氧化应激中 NF-κB 的磷酸化并激活 炎性反应; 6) RNA加工相关网络在神经胶质瘤发生发展中的作用。最后在完成了计划任务以外，对蛋白组非编码氨基酸的大规模测定进行了初步探讨。