miR-26a抑制猪繁殖与呼吸综合征病毒复制的机理研究

As one of the post-transcriptional gene regulatory mechanism, miRNA plays an important regulatory role in the antiviral defense and innate immunity. The innate immunity is the first line against pathogens and is also essential for the subsequent adaptive immune response. The interferon (IFN) signaling pathways represent the key aspects of the antiviral immunity. Our precious studies have demonstrated that miR-26a inhibits the replication of porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) by activating the type I interferon signal pathway. However, the antiviral mechanisms of miR-26a remain elusive. The present proposal will focus on discovering the target of miR-26a and how it regulates the IFN signaling pathway using computational analysis with molecular biological and immunological methods. This study will help us understanding the function and mechanism of miR-26a in regulating the innate immunity and antiviral activities, and it will also provide implication for the future development of miR-26a as a potential antiviral agent for PRRSV infection and breeding PRRSV resistance pigs.

宿主microRNA(miRNA)作为一种转录后的基因调控分子，在病毒感染以及天然免疫系统中发挥着重要作用。干扰素（IFN）信号通路是机体抵抗病毒感染所作出的一种重要的天然免疫应答机制。我们的前期研究发现miR-26a能通过激活宿主的IFN信号通路而显著抑制猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）的复制，但是该miRNA的具体作用机制并不清楚。本项目拟首先通过软件预测和构建报告基因系统等方法寻找出miR-26a的靶标分子；然后综合采用分子生物学和分子免疫学等技术研究该靶标分子如何作用于IFN信号通路；最后验证该靶标分子在抗PRRSV感染中所行使的调节作用，从而阐明宿主miR-26a在抗病毒感染中的分子机制，为进一步将miR-26a作为猪繁殖与呼吸综合征的抗病毒制剂的研发及抗病毒猪的育种提供理论依据。

本项目发现了miR-26a作为宿主细胞的一种内源性分子能够抑制猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）复制。miR-26a对PRRSV的抑制呈剂量依赖性，并能长时间持续抑制PRRSV复制。研究发现，PRRSV感染能诱导MARC-145细胞中miR-26a的表达，且表达量随感染时间和感染剂量的增加呈上调趋势。揭示了miR-26a通过下调PRRSV的mRNA抑制病毒复制，且miR-26a抑制PRRSV复制的靶点不在PRRSV基因组上。通过 RNA-Seq技术进一步分析 miR-26a 的作用靶点,研究发现：miR-26a能显著上调IFN信号通路中RIG-Ⅰ/MDA5和TLR3信号分子的表达；提高大量具有抗病毒功能的IFN诱导基因的表达水平；诱导CXCL10、IL-17A和补体 CFB等天然免疫相关的抗病毒分子的合成,另外，还能促进与抗原递呈相关的 MHC分子及TAP1等的表达。综合本项目研究结果显示，miR-26a通过激活宿主的IFN信号通路等诱导天然抗病毒免疫应答的方式下调PRRSV基因的转录过程（mRNA合成），从而抑制病毒蛋白的表达，进而降低子代病毒粒子的生成，从而对PRRSV的感染表现出抑制作用。本课题从细胞水平上证实了miR-26a是一种能够有效抑制PRRSV复制的小分子RNA，这就为进一步将miR-26a作为抗PRRSV小分子基因药物的研发及抗病毒猪的育种提供理论依据。