细胞内源miRNAs影响副黏病毒功能研究进展

钟纯燕 李基棕 保丹东 杨 斌 赵庆亮 卢 梅 谭 艳 主 性

1.黔西南民族职业技术学院，贵州兴义562400；2.贵州大学动物科学学院，贵阳5500252；3.江苏省农业科学院兽医研究所，南京210014；4.农业部兽用生物制品工程技术重点实验室，南京210014；5.贵州省望谟县大观镇人民政府，贵州望谟552305

MicroRNAs（miRNAs）是一类内源性非编码RNA，长度19～24 nt，它的种子区在进化上高度保守，转录后可以引发基因沉默或影响细胞的生长特性，在细胞分化、代谢、增殖及凋亡的各个环节中起重要作用，并参与肿瘤形成、生殖发育及病毒感染等过程。研究表明，成熟的miRNAs 被RNA 诱导的沉默复合物（RISC）识别后，与靶mRNA 碱基互补结合，降解mRNA 或抑制mRNA 翻译成蛋白质，发挥基因转录后的调节功能。总的来说，一种miRNA 调节的靶基因可超过100 种，并且一半以上的转录物能被2 个以上miRNAs 协同调节，形成庞大的调节网络，因而对于miRNAs 靶基因的研究以及miRNAs 造成的生物学功能的影响值得我们深入探索。在2000年，黄元桐在《一种新的病毒病——尼帕病毒脑炎》中提出尼帕病毒（NiV）属于副黏病毒亚科的亨尼帕病毒属的成员[1]，自此以后有研究报道细胞内源miRNAs 对NiV 功能的影响，从而拉开了细胞内源miRNAs 对副黏病毒功能研究的篇章。

副黏病毒是一类单股负链RNA 病毒，病毒颗粒呈多形性，有囊膜及纤突，核衣壳为螺旋状对称，可分为副黏病毒亚科和肺病毒亚科，主要成员包括副黏病毒属、麻疹病毒属、腮腺炎病毒属及肺病毒属。副黏病毒能在细胞内形成包涵体、合胞体，对细胞有吸附作用，因此展开细胞内源miRNAs 对副黏病毒功能的研究显得尤为重要。目前已有研究表明，细胞内源miRNAs 参与调节副黏病毒感染、增殖及细胞分裂、肿瘤形成等众多环节。因此，本文全面总结了细胞内源miRNAs 影响副黏病毒致病作用及其功能体现，为进一步阐明副黏病毒在宿主体内的致病机制提供新的方向。

1 细胞内源miRNAs 在副黏病毒免疫反应中的作用

干扰宿主细胞因子网络是副黏病毒为了在宿主体内生存，在进化过程中形成的逃避机体免疫的一种能力。感染副黏病毒后宿主细胞会以各种方式来防御病毒的入侵，如分泌不同活性的小分子蛋白——细胞因子来调节调控宿主的免疫反应。miRNAs 在IFN 和干扰素刺激基因（ISGs）的调节过程中起关键作用，当病毒感染细胞时，其信号通路中的每个节点都可能作为miRNAs 的靶点。研究发现仙台病毒（SV）可作为IFN 的强诱导剂，感染SV后通过IFN 处理，检测发现miR-203 在感染细胞中能够发生积累；Li 等[2]的试验结果显示，miR-466l 可直接靶向IFN-α 的表达来抑制宿主抗病毒天然免疫应答；Ingle 等[3]提出病毒RNA 的胞浆感受器——维甲酸诱导基因-I 样受体（RIG-I like receptors，RLRs）的激活可诱导抗病毒的免疫应答，miR-485在感染新城疫病毒（NDV）的细胞内可直接靶向RIG-I 的mRNA 并将其降解，使NDV 实现免疫逃避，从而提高NDV 的复制水平。以上研究结果表明，miRNAs 在感染副黏病毒的细胞中发挥了重要的调节作用。

在麻疹疫苗的体液免疫中，MiR-5P、miR-223、miR-29、miR-15a-5P、miR-199a-3p、miR-103a 和miR-15a 有着直接或间接的影响，由此研究人员还提出miRNAs 可以作为疫苗体液免疫应答的预测生物标志物。Foo 等[4]报道称miRNAs 可以作为靶分子来促进病毒的增殖，并报道称miR-181 与miR-17～93 家族的成员对亨德拉病毒（HeV）的感染起促进作用，而这主要是过表达miR-181 能够抑制调节因子EphB 4、EPHA 5、EphA 7 的表达，检测还发现miR-181 在感染HeV 的雪貂和马的体液中水平上调。本研究团队通过高通量测序分析探讨了山羊副流感病毒3 型（CPIV3）接种MDBK 细胞的miRNAs 表达谱变化，鉴定了差异表达显著的249 个已知miRNAs 和152 个新miRNAs，靶基因预测与功能分析发现这些miRNAs 参与调控CPIV3 的复制及宿主细胞的先天免疫应答。以上结果均表明miRNAs 在副黏病毒的免疫反应过程中起到关键作用。

2 细胞内源miRNAs 在细胞分裂与细胞凋亡中的作用

麻疹病毒（MV）除感染多种淋巴和非淋巴外周器官外，还会持续感染中枢神经系统（CNS）细胞。研究[5]表明，miR-124 是中枢神经系统中最具特征的miRNAs 之一，在感染MV 的分化型神经元细胞及神经肿瘤细胞中miRNA-124 表达升高，周期蛋白依赖性激酶6（CDK6）表达减少。外周血淋巴细胞（PBL）感染MV 后，CDK6 表达降低从而引起了细胞周期阻滞，使PBL 表现出分裂和凋亡低敏感性的特征；因此，研究者们大胆提出MV 能持续感染神经母细胞瘤细胞是由miR-124 下调CDK6 表达水平实现的，这是首次研究报道miRNAs 对MV 的持续感染机制。以上结果揭示了宿主miRNAs 在CNS 衍生细胞中诱导MV 持续感染的作用机制，为预防或解决病毒持续感染提供新的分子靶点。

研究者还发现5 种NDV 结构蛋白RNAs 以RNAi 技术进行靶向和敲除，得出感染NDV 鸡成纤维（DF-1）细胞中的NP mRNA 含量能被过表达miR-NP 而降低，而且过表达miR-NP 还能抑制NDV 在细胞中的增殖水平和降低细胞死亡[6]。此研究为动物机体抵御NDV 感染提供了新的科学思路。

3 细胞内源miRNAs 对肿瘤生成的影响

溶瘤病毒包括腺病毒（Adenovirus）、呼肠孤病毒（RV）、NDV 和MV 等病毒，MV 是一种新型的具有抗肿瘤活性的溶瘤病毒。MiRNAs 调控脊髓灰质炎病毒受体4（PVRL4）研究中揭示了MV 抗肿瘤的作用机制，是miR-31 和miR-128 的靶向PVRL4，过表达miR-31/128 能降低MV 的感染，抑制表达miR-31/128 则提高MV 的增殖。以上结果表明，miR-128 和miR-31 靶向PVRL4 调节MV 的复制和感染，达到增强MV 抗肿瘤作用的目的。将合成的miRNAs 插入MV 基因组中，建立miRNAs 靶位点（miRTS）植入靶向系统，结果表明，插入miR-122、miR-148a 或miR-7 后，在细胞株、肝片和原代人肝细胞中MV-EGFP（MTD）的复制受到抑制，表明了miRNAs 在胰腺癌模型中对肿瘤的生成有重要作用。此外，研究还发现[7]miR-7 通过抑制MV 包膜蛋白的翻译，从而限制病毒的传播和子代病毒的产生，影响异种胶质母细胞瘤的生成。以上结果均表明miRNAs 对肿瘤生成具有重要的影响。

4 细胞内源miRNAs 对副黏病毒的其他功能

细胞内源miRNAs 在副黏病毒的功能基因组学、荧光检测系统和转基因诱导方面均有作用。2017年研究报道在HeV 和NiV 的感染和疾病中，利用RNAi 技术沉默miRNAs 靶基因，对探索免疫调节剂和宿主核蛋白具有重要意义。SV 的miRNAs荧光检测系统能对miRNAs 在细胞重编程过程中的表达进行评估。携带4 种重编程因子（SeVdp-iPS）的SV 载体对转基因诱导多能干细胞（IPSCs）的产生起关键作用，而miR-302 对SeVdp-iPS 载体的影响使其只能在IPSCs 中表达，这就预示SeVdp-iPS载体可能成为产生诱导多能干细胞的工具在将来应用于临床。

5 展 望

近年来，对细胞内源miRNAs 影响副黏病毒的机制研究主要体现在调节病毒生命周期、促细胞存活、免疫反应和肿瘤发生等方面，靶对象主要集中在人的MV、SV、HeV 和NiV 上，关于细胞内源miRNAs对动物感染副黏病毒的研究目前限于CPIV3 和NDV 的报道，细胞内源miRNAs 对大多数副黏病毒，如犬瘟热病毒（CDV）及小反刍兽疫病毒（PPRV）等的调控机制仍不清楚。由于此类病毒宿主广泛，被感染的动物常出现呼吸道和消化道疾病，造成较高发病率和死亡率，因此，进一步研究细胞内源miRNAs 对副黏病毒的功能，阐明其调控网络，可能成为未来研究的热点。随着全面而深入的剖析细胞内源miRNAs 对病毒的调控网络，细胞内的miRNAs 将有望应用于抗肿瘤、抗病毒感染以及基因治疗的有效工具。