MicroRNA介导的日本血吸虫致病机制及干预研究

Schistosomiasis remains a major public health problem worldwide. The primary cause of death from schisitosomisis is formation of egg-inducing granuloma and liver fibrosis, but the exact cellular and melocular mechanism of hepatic schsistomiasis is still largely unkcnown. Recent investigations indicated that dysregulation of microRNAs was observed in various diseases including infectious diseases, but the role of miRNA in schsitosomiasis has not been reported. In this study, we will identify miRNAs which are specifically regulated in the liver of mouse model infected with Schistosoma japonica by performing microarray analysis and northern blot etc. We will further find the miRNAs which play an important role in the pathogenic processes of hepatic schistosomiasis through intervention using gene transferring of recombinant adeno-associated virus (rAAV8) that give either over-expression or knockdown of the target miRNAs. Potential mechanism of their roles in the hepatic schistosomiasis will be investigated by indentifying their target cell, target genes and involved signalings. This study will demonstrate the roles of miRNA in schistosome liver fibrosis and provide a potential novel approach using the miRNA-mediated therapeutics in treatment of schistosomiasis.

血吸虫病是严重危害人类健康的重大寄生虫病。血吸虫虫卵引起的肝脏肉芽肿和纤维化病变是导致晚期血吸虫病及死亡的主要原因，但目前血吸虫性肝病发生的细胞和分子机制仍未阐明。研究表明miRNA在包括传染病在内的多种人类疾病的发生发展中发挥重要的调控作用，申请人前期研究已鉴定了血吸虫性肝病相关的宿主miRNAs, 其中一些miRNAs在该病进程中已显示有重要功能。本课题将以日本血吸虫病小鼠为动物模型，以8型腺相关病毒为载体，通过转染干预实验以上调或下调目标miRNA的表达，并观察小鼠疾病表型变化，从而鉴定具有致病相关功能的miRNA分子，并确定其在肝脏不同类型细胞中分布及表达丰度；通过体内、外动物及多种细胞模型实验，分析功能miRNA的靶基因及其信号通路和分子机制；本课题预期结果不仅能阐明宿主miRNA在血吸虫致病中的调控作用及其机制，而且为治疗血吸虫性肝纤维化提供新的思路和干预措施。

日本血吸虫感染所致的肝脏虫卵肉芽肿和纤维化是血吸虫病的主要病理改变，也是导致晚期血吸虫病人死亡的主要病因。本课题的科学问题是血吸虫感染引起一些表达改变的宿主miRNA以及血吸虫来源的miRNA调控宿主肝纤维化的作用及其机制。本研究发现血吸虫感染引起34条宿主miRNA表达改变，其中4条通过靶向肝纤维化相关基因参与激活肝星状细胞并调控肝纤维化的发生、发展。具体是：miR-21通过靶向SMAD7基因；miR-351通过靶向VDR基因；miR-96通过靶向SMAD7基因；miR-203通过靶向IL-33基因而调控肝纤维化的发生发展。采用rAAV8 重组腺相关病毒载体进行干预，使其表达下调或上调，可显著减轻宿主的肝纤维化程度，并延长小鼠的生存时间。此外，本研究发现miR-146通过靶向STAT1抑制肝脏中M1的分化。本课题还揭示了血吸虫感染导致这些miRNA表达改变的分子机制：TGF-β1和IL-13通过SMAD2/3-DROSHA介导的转录后加工促进成熟miR-96表达增加；IFN-γ通过激活STAT1通路并诱导IRF2的表达，升高的IRF2可结合在miR-351的启动子区域并抑制miR-351的表达；多种2型细胞因子（包括IL-4、IL-13）通过激活STAT3/6通路促进miR-146b的表达。在本项目实施过程中，发现了一些血吸虫miRNA（虫源miRNA）在感染过程中能进入宿主细胞，特别是存在于宿主HSC。更为重要的是，本课题首次揭示了虫源miRNA通过靶向宿主相关基因从而调控宿主肝纤维化的发生和发展。具体是鉴定了sja-miR-2162等虫源miRNA具有此作用。采用rAAV8载体将sja-miR-2162虫源miRNA转入正常小鼠肝脏中表达，可显著诱导宿主发生肝纤维化；而在感染血吸虫小鼠肝脏中吸附sja-miR-2162后，可明显减轻血吸虫病肝纤维化，并阐明sja-miR-2162是通过靶向TGFBR3基因激活SMAD通路从而促进HSC活化和肝纤维化的发生。该结果首次表明了寄生虫非编码RNA通过跨物种调控宿主基因而影响宿主病理改变和疾病的发生发展，从而拓展我们对寄生虫致病机制的认知。此外，本课题表明了通过rAAV8载体介导干预这些miRNA表达能减轻肝纤维化，这为治疗血吸虫病及肝纤维化提供新的治疗干预途径。