LncRNA-LOC100506314调控cGAS-STING信号通路在HIV-1感染长期不进展中的作用机制

Long-term nonprogressor (LTNP) of HIV infection is a research hotspot, but the mechanism is unclear. Our previous results showed the low expression of LncRNA-LOC100506314 can inhibit HIV infection and replication, but the mechanism remain unknow. Previous studies and our results have shown that STING can anti HIV replication. We found LOC100506314 can be combined with STING as well as. So, we suppose that LOC100506314 plays a key role in HIV infection long-term nonprogressor by regulating the cGAS-STING signaling pathway. We will recruit HIV infection long-term nonprogressors and the control population, and detect the expreesion of LOC100506314 and cGAS-STING signaling pathway related cytokine in vivo. Then, we structure low or high expression of LOC100506314 cells infected with HIV-1 in vitro to verify the effect of LOC100506314 on HIV-1 replication. At the same time, we do silencing and over-expression of STING, which to explore the role of LOC100506314 on HIV-1 replication by regulating the cGAS-STING signaling pathway in vitro. The results will illuminate the mechanism(s) of HIV infection long-term nonprogression, and find new drug targets for anti-HIV.

HIV感染长期不进展者(LTNP)的机理尚未清楚。我们前期发现LncRNA-LOC100506314与HIV感染复制相关，但机制未明。既往研究与我们前期结果均表明干扰素基因刺激蛋白（STING）与HIV复制相关，而分析发现LOC100506314又可与STING结合。据此假设：LOC100506314调控cGAS-STING信号通路在LTNP发挥作用。本项目通过招募LTNP及对照人群，检测分析LOC100506314和cGAS-STING信号通路关键因子的表达和相关性。体外建立过表达或低表达LOC100506314细胞系，验证LOC100506314的抗HIV-1作用；同时激活或沉默STING，进一步体外探讨LOC100506314调控cGAS-STING信号通路发挥抗HIV-1复制的作用。本研究从LncRNA和天然免疫角度阐明LTNP的部分免疫机制，为发现HIV新的药物靶点提供思路。

HIV感染长期不进展人群作为HIV感染的一类特殊自然人群，阐明其控制疾病进展的关键因素和机理，对于艾滋病实现“功能性”治愈具有重要的理论意义和实用价值。目前，尚未阐明lncRNA在该人群中的作用和机制。针对于此，本项目首先建立长期不进展人群（LTNP）和典型进展人群（TP）人群队列，通过对人群的全转录组测序，结合人群和体外细胞-病毒感染模型，检测cGAS-STING信号通路在人群中的表达，筛选与其相关的lncRNA，并进一步解析其抗HIV-1的作用及机制。结果发现：（1）LTNP人群的STING信号通路关键因子，包括STING、TBK1、ISG54、ISG56等表达水平均低于TP人群，说明LTNP的天然免疫激活水平低于TP，这可能是LTNP人群疾病不进展的原因之一；（2）LOC10050693、LINC02453、NRAV三条lncRNA在LTNP人群中的表达均低于TP人群，可能与HIV-1复制和疾病进展相关；（3）沉默lncRNA NRAV后，HIV-1 P24表达水平升高，结合体内外检测结果，说明lncRNA NRAV与HIV-1感染密切相关。进一步检测艾滋病抗病毒治疗有效和不佳的人群，建立了抗病毒效果评估模型，ROC曲线下面积（AUC）为0.852，提示lncRNA NRAV可作为抗病毒效果评估的标志物；（4）人群全转录组测序和验证以及体外构建过表达细胞株感染HIV-1实验均表明，lncRNA LINC02453与HIV-1密切相关，LINC02453可显著抑制HIV-1的复制，无论在感染还是不感染HIV-1的情况下，过表达LINC02453均可激活STING信号通路相关因子，这提示LINC02453可调控STING信号通路相关因子。在过表达LINC02453细胞株添加STING抑制剂后，LINC02453抑制HIV-1的作用被明显减弱，这进一步表明LINC02453是通过激活STING信号通路来发挥抗HIV-1的作用。通过以上结果，我们可以初步推测，低表达的lncRNA LINC02453通过调控STING信号通路使天然免疫激活处于低水平，这可能是HIV-1感染长期不进展的重要原因之一。上述基于LTNP这一特殊人群的研究结果，为解析该人群长期不进展的具体机理奠定基础，也为延缓艾滋病的疾病进展发现新的药物靶点、为寻找评估治疗效果的生物标志物提供思路。