LncRNA调控乙型脑炎病毒介导炎症反应的分子机制

Japanese encephalitis virus (JEV) is a serious zoonosis pathogen. It leads to high mortality by targeting the central nervous system (CNS) and causing excessive neuroinflammation. However, the mechanism by which JEV induces neuroinflammation remains unclear. Long noncoding RNAs (lncRNAs) are defined as noncoding RNAs that have at least 200 nucleotides and play critical roles in modulating the host immune response. Based on the previous research, this study aims to screen inflammation-related lncRNAs through the profiles of JEV infected mouse brains. Two lncRNAs, lnc-E55744 and lnc-E52329, which have been shown a good relativity with JEV-induced inflammatory response in the preliminary experiments, will be further studied. The roles of these lncRNA in regulating JEV-induced neuroinflammation will be investigated by using bioinformatics, RNA pull-down, quantitative RT-PCR, and Western blot. This study may reveal a novel insight into the molecular mechanism of JEV initiated neuroinflammation and provide new clues for elucidating JEV pathogenesis and the development of therapeutic intervention.

乙型脑炎病毒（JEV）是一种危害严重的人兽共患病病原。靶向中枢神经系统，并引发中枢神经系统过度的炎症反应，是JEV导致感染人和动物发病、死亡的最主要因素，但其分子机制仍待阐明。lncRNA是一类长度大于200nt的非编码RNA，在调控宿主的免疫反应中发挥重要作用。本项目拟在前期研究发现的基础上，通过JEV感染脑组织的lncRNA表达谱分析，筛选与炎症反应相关的lncRNA。然后，以初步筛选到的lnc-E55744和lnc-E52329两个lncRNA为对象，综合利用生物信息学相关技术、RNA pull-down、荧光定量RT-PCR及Western blot等方法，深入研究lnc-E55744和lnc-E52329调控JEV介导的中枢神经系统炎症反应的分子机制。该研究不仅可以从一个新的角度揭示JEV诱导神经炎症反应的机制，而且还可为深入阐明JEV致病与免疫机理、寻找药物靶点提供科学依据。

日本乙型脑炎病毒（Japanese encephalitis virus, JEV）属于黄病毒科黄病毒属。该病毒是一种虫媒传染性病毒，主要以库蚊作为传播媒介，可以引起人和动物的乙型脑炎（Japanese encephalitis, JE）。全球每年大约有4.5万个乙型脑炎的临床病例，至少造成10000到15000人死亡。乙型脑炎对于养猪业危害巨大，可以导致公猪睾丸炎，怀孕母猪流产或者木乃伊胎、死胎。JEV可以通过血脑屏障，进入中枢神经系统靶向神经元，引起神经元的死亡，诱发大脑内严重的炎症风暴，这是该病毒导致病毒性脑炎的最主要因素，但JEV诱导脑炎的具体分子机制还有待阐明。而近些年来的越来越多的研究发现长链非编码RNA可以参与调控炎症反应。因此本课题以小鼠和胶质细胞为研究对象，开展了lncRNA调控乙型脑炎病毒介导炎症反应的分子机制研究。通过lncRNA和mRNA表达谱芯片技术对JEV感染的小鼠脑组织的lncRNA和mRNA，鉴定得到差异表达的518条lncRNA和1007条mRNA，通过GO分析和信号通路分析显示差异表达的基因主要涉及先天性免疫应答，防御病毒反应，炎症反应等。同时构建了lncRNA-mRNA共表达网络，通过生物素标记的lncRNA进行RNA pull-down实验证实了部分lncRNA和mRNA互作的关系。进一步通过siRNA沉默lncRNA E52329和N54010可以显著抑制JEV在小胶质细胞BV2中介导的炎症反应，免疫印迹实验发现lncRNA E52329和N54010可以通过MKK4/JNK信号通路调控炎症反应，和NFκB信号通路无关。自从2011年提出ceRNA（competing endogenous RNA, ceRNA）的假说之后，人们发现lncRNA和circRNA这些非编码RNA也可以通过miRNA反应元件（miRNA response elment）和mRNA竞争性的结合miRNA，从而调节miRNA的靶基因。尽管ceRNA网络已被报道参与多种病毒的感染过程，但JEV的lncRNA、circRNA以及相应的ceRNA网络调控仍亟待解析。因此本研究同时也检测并分析了JEV感染鼠脑组织中miRNA、circRNA的表达谱，并对其功能进行预测和实验验证，为深入揭示JEV感染宿主和介导炎症反应分子机制提供了新的线索。