HIV-1诱导miRNA210拮抗APOBEC3F的分子机制研究

Host cells express a series of restriction factors to suppress HIV-1 replication. Conversely, viral proteins take advantage of different escape methods to complete a successful infection. Attention to the role of miRNA as a viral regulated protein has grown exponentially recently. We noticed that miRNA210 increased remarkably in HIV-1 infected MT-4 cells in an miRNA Array analysis, and showed a positive correlation with virus titer in HIV-1 infected clinical samples. All of these made sure that HIV-1 infection can induce the increasing of miRNA210. Target protein analysis showed that miRNA210 maybe can bind 3’UTR of APOBEC3F (A3F), and the expression of A3F was incredibly decreased in miRNA210 overexpressed cells, which indicated that miRNA210 could assist HIV-1 replication by suppressing the function of A3F. Our finding has primarily demonstrated that miRNA210 was induced by HIV-1 and targeted A3F to affect virus replication during infection. To uncover the role of miRNA210 in virus defending host restriction, we are supposed to explore the exact mechanism that miRNA210 is induced by HIV-1 and influence the expression of A3F with infective HIV-1.Our study will offer novel insights into virus escaping host regulation, and bring up new ideas to interfering HIV-1 infection.

限制因子能够负调控HIV-1的复制，同时病毒会通过多种途径拮抗限制因子帮助自身逃逸宿主的调控。miRNA在病毒与宿主的相互调控中的作用受到广泛的关注。课题组通过基因芯片分析发现miRNA10及其前体在HIV-1感染的T细胞中显著上调，且临床样品检测结果证明其与病毒滴度成正相关；靶标分析发现miRNA210能够与限制因子APOBEC3F（A3F）的3’UTR区相结合，且其过表达明显减弱A3F的蛋白水平，暗示了miRNA可能通过抑制A3F协助病毒复制。前期研究初步证实了miRNA210受HIV-1感染诱导及其对A3F的靶向作用。本课题拟进一步深入研究HIV-1感染诱导miRNA210及影响A3F表达的分子机制；最后应用真病毒感染系统对上述机制进行验证，以期揭示miRNA210在病毒拮抗宿主调控中的作用机理。将对理解病毒逃逸宿主调控提供新的见解，为控制HIV-1感染复制提供新的思路。

诸多研究证明miRNA在病毒与宿主相互作用中发挥重要作用。尽管目前的艾滋病感染者应用ART可以把病毒抑制到检测不到的水平，但是尚不能完全清除。病毒的感染复制诱导的miRNA表达增加对感染细胞甚至旁细胞造成不同程度的影响。我们对HIV-1感染的T细胞中miRNA的改变进行芯片分析，应用定量PCR验证实验发现在HIV-1感染的情况下miR210-5p和miR33b-5p均呈现3倍以上的增加。且在HIV-1感染者血浆中二者的水平也明显高于健康对照人群。进一步的机制研究发现HIV-1的Vpr蛋白通过激活NF-kB p50，诱导宿主miR210-5p的表达，进而抑制具有促进细胞复制的TGIF2蛋白的表达水平，最后导致病毒感染细胞的分裂周期停滞。结合Vpr的功能，提示该机制可能是Vpr诱导细胞周期停滞在G2期的机制之一，该部分内容正在投稿中。同时HIV-1感染的巨噬细胞中miR33b-5p靶向胆固醇代谢调控蛋白ABCA1。HIV-1感染者病例分析显示血液中胆固醇含量与病毒载量成正相关。这些发现提示HIV-1感染通过miR33b-5p调控宿主的胆固醇代谢，该研究将为艾滋病病人的脂代谢异常提供可能的干预靶点，该部分内容尚在研究中。新冠疫情突然在武汉爆发，感染者的神经系统症状逐渐被报道，主持人紧急分析了新冠病毒的受体ACE2和CD147在人脑细胞系和小鼠脑组织细胞中的表达水平。发现不同于其他组织细胞，人脑细胞系和小鼠脑组织中新冠病毒的受体CD147表达水平明显高于ACE2，提示新冠病毒可以感染脑组织细胞，而且以受体为靶点的防控策略对于脑组织可能需要不同的策略。