长链非编码RNA调节抗病毒天然免疫的分子机制研究

The innate immune response plays a pivotal role in the host defense against virus infections. Appropriate activation of innate immunity is necessary to enhance adaptive immunity and clear viruses directly. However, uncontrolled activation of innate immune signaling can lead to cellular damage and contribute to the pathogenesis of a range of inflammatory diseases. Therefore, the host cell develops a series of intricate regulatory mechanisms to prevent the promiscuous activation of innate immunity. Long non-coding RNAs (lncRNAs) are defined as transcripts longer than 200 nucleotides that lack any coding potential, and they participate in several diseases regulation. However, the involvement of lncRNA in antiviral innate immunity is largely unclear. Based on our previous findings in identification of interferon regulated host lncRNAs, using techniques of virology, cell biology, RNA biology and transgenic animal model, we are going to investigate the participation of a selected lncRNA, named lncRBR1, in the regulation of the infection of viruses, such as HCV and ZIKV. In addition, we will elucidate the detail mechanisms of lncRBR1 in modulation of innate immunity pathways, in both cell and transgenic animal levels. The findings from this proposal will lay a solid foundation for the theory of immune regulation and the discovery of new antiviral targets.

病毒感染与抗病毒天然免疫是感染与免疫领域研究的关键问题。感染时天然免疫激活不足或过度激活均会导致机体损伤，因此深入研究抗病毒天然免疫的精准调控机制具有重要的科学意义。长链非编码RNA（lncRNA）是近年来发现的一类重要调控分子，参与多种生理与病理过程的调控，但人们对于lncRNA参与抗病毒天然免疫调节的机制尚知之甚少。本申请在延续前期系统筛选干扰素调节的宿主lncRNA的基础上，通过病毒学、细胞生物学、RNA生物学和转基因动物模型等方法，具体选择能够调节抗病毒天然免疫的lncRBR1分子，深入研究其对HCV、ZIKV等病毒的调控作用，阐明其调节天然免疫通路的具体分子机制，为丰富非编码RNA参与免疫调节的理论和抗病毒新靶点等方面发挥重要的理论支撑作用。

宿主对病毒感染的反应包括天然免疫和适应性免疫等防御机制。天然免疫反应被认为是宿主抗病毒防御的第一道防线，因为它在感染开始的最初阶段即被激活并开始发挥抗病毒作用。因此，深入研究宿主抗病毒天然免疫机制，对病毒性疾病防治具有重要的理论支撑作用。模式识别受体（pattern recognition receptors, PRRs）感知病原体的组分并启动宿主抗病毒天然免疫反应，包括诱导干扰素（IFNs）的产生等。长链非编码RNA（Long non-coding RNAs， lncRNAs）是多种生命活动的一类新的调控分子。然而，它们在抗病毒反应中的作用，特别是在调节人类天然免疫过程中究竟发挥何种作用，在很大程度上尚未被探索。为了解决这个问题，我们系统性地分析了I型与III型IFN刺激的人肝癌细胞中差异性表达的lncRNAs。通过筛选这些lncRNAs的抗病毒活性，我们重点研究了一种新型人类特异性的IFN诱导的lncRNA的功能特征，它可以调节多种RNA病毒感染，在本研究中将其命名为lncATV。我们发现，人特异性lncATV在I型或III型 IFN刺激和病毒感染时表达上调。LncATV定位于细胞质中，在人的单核细胞、红白血病细胞和肝癌细胞中具有较高的表达水平。敲除lncATV后可以显著抑制丙型肝炎病毒、寨卡病毒、新城疫病毒和仙台病毒等多种RNA病毒的复制。机制上，当抑制lncATV表达时，RIG-I抗病毒信号通路和IFN效应通路的活性被增强了，而当过表达lncATV时则获得相反的结果。RNA免疫沉淀结果显示LncATV与RIG-I存在相互作用。总的来说，我们的发现揭示了一种新型人类特异性lncATV作为一种调节性lncRNA，其具有调控病毒相关天然免疫反应的功能作用。该研究结果对于深入理解宿主抗病毒天然免疫调控机制具有一定的推动作用。