microRNA在中东呼吸综合症冠状病毒-宿主相互作用中的作用和机制研究

Newly Emergent pathogenic Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus (SARS-CoV) and Middle Eastern Respiratory Syndrome Coronavirus (MERS-CoV) have caused a great threat to the social public security. The interaction between virus and host determines the viral pathogenicity and the host immunity. MicroRNAs（miRNA）, a non-coding small RNA, which appear to be a universal gene translation regulatory mechanism. MiRNA have been demonstrated to play important roles in virus-host interaction Therefore, elucidation the role of microRNAs and the regulatory pathways in the coronavirus-host interactions will help to understand of virus pathogenesis and the development of specific prevention and treatment of viral infection strategy. The virus pathogenesis and replication related microRNA will be screened and identified through studying virus encoding miRNA and the change of microRNA expression profile of cell and tissue after infected with MERS-CoV . The target site or gene of candidate microRNA associated with viral pathogenic or replication will be predicted and validated through bioinformatic analysis and experimental methods. The results will elucidate the function and the mechanism of microRNAs involved in virus pathogenicity and replication. The research will enrich the understanding of MERS-CoV and will also be important to identify potential therapeutic targets for MERS-CoV infection.

新型冠状病毒SARS-CoV和MERS-CoV感染和传播给社会公共安全造成了极大威胁。病毒和宿主之间的相互作用决定病毒致病性和宿主免疫性。MicroRNA（miRNA）是调节大多数基因表达的微小非编码RNA，被证明在多种病毒-宿主相互作用中起重要作用。因此，研究miRNA在冠状病毒-宿主相互作用中的作用，阐明其作用机制，对于理解病毒致病机制，发展特异性预防和治疗策略具有重要意义。本课题将通过预测和鉴定MERS-CoV编码microRNA，筛选MERS-CoV感染细胞和肺组织差异miRNA表达，鉴定病毒复制和致病相关的miRNA，分析和验证目标microRNA参与病毒致病或复制调控相关的靶基因或靶位点，最终阐明miRNA参与病毒致病和复制相关的作用和机制。本研究的结果将丰富对MERS-CoV的认识并为探讨对抗该病毒新型策略和相关靶点提供理论基础。

高致病性和高致死率的中东呼吸综合征冠状病毒（MERS-CoV）感染和传播给社会公共安全带来了极大威胁。目前仍缺乏有效药物可以用于该病毒感染预防和治疗。根本归因于对于病毒致病机制认识不清。病毒感染宿主后，分子间调控的作用是病毒与宿主之间复杂相互作用的表现，决定了病毒致病性和宿主免疫性。MicroRNA（miRNA）是调节大多数基因表达的微小非编码RNA，被证明在病毒-宿主相互作用中起重要作用。. 为了探索miRNA在MERS-CoV与宿主之间相互作用的作用和机制。我们使用MERS-CoV感染人细胞系，分析感染不同时间后miRNA表达与正常细胞之间的差异。结果发现11种异常表达miRNA，包括9种表达增加和2种表达下降的miRNA。细胞转染检测上述异常表达miRNA对细胞的影响。结果显示：其中Hsa-miR-374a-5p和Hsa-miR-30e-5p在细胞中过表达可以抑制细胞的增值。研究两种miRNA在细胞中受MERS-CoV表达调控的机制的结果发现：病毒感染后其编码蛋白NSP13可以促进两种miRNA在细胞中的表达。病毒感染细胞可促进miR-374a表达，进而抑制参与细胞能量供应铁硫蛋白形成的关键因子BolA3的表达，抑制细胞中ATP的形成，促进细胞的死亡。而在病毒感染细胞中，表达增加的miR-30e则可以靶向抑制被称为细胞死亡调节因子的细胞凋亡抑制分子AVEN的表达，促进细胞的凋亡。病毒对上述两种miRNA调控作用促进了细胞的死亡。推测该调控通路在病毒感染的组织和机体病变中发挥重要作用。. 另外，我们分析和鉴定MERS-CoV病毒自身编码的5种未经报道的miRNA。分析这些miRNA可以广泛调控细胞内多种分子表达。对其中MC-MD-204-3p一种分子进行靶基因预测和实验鉴定发现：该分子可以抑制广泛表达于体内各种细胞的人类白细胞抗原I类分子HLA-A,B,C的表达。推测这些分子的低表达可以降低其做为MERS-CoV CD8+特异性免疫抗病毒的效应分子的功能，促进病毒的免疫逃逸。总之，本项目发现MERS-CoV病毒通过影响宿主miRNA抑制细胞生存相关关键分子表达，促进细胞死亡机体病变，并通过病毒自身编码的miRNA抑制宿主抗病毒效应分子，实现病毒的免疫逃逸。上述致病相关分子的发现为阐明MERS-CoV病毒致病机制，设计靶向干预药物提供了数据。