豬流行性腹瀉病毒研究新視角：非編碼RNA參與宿主感染與免疫應(yīng)答調(diào)控

非編碼RNA(ncRNA)是一類可被轉(zhuǎn)錄但不能翻譯成蛋白質(zhì)的RNA統(tǒng)稱。核糖體RNA(rRNA)和轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)等均屬于此類，由于其功能單一，含量穩(wěn)定，被進(jìn)一步定義為管家型ncRNA。此外，部分ncRNA功能多樣，含量變化較大，被稱為調(diào)控性ncRNA，包括小RNA(miRNA，18-22 nt)、長(zhǎng)鏈非編碼RNA(lncRNA，≥200 nt)和環(huán)狀RNA(circRNA)等。由于不具有編碼能力，早期研究認(rèn)為這些RNA是基因組中的冗余序列。但逐漸有研究發(fā)現(xiàn)，這些ncRNA具有重要的調(diào)控功能，廣泛參與各個(gè)生命過程。目前，ncRNA已成為生命科學(xué)研究熱點(diǎn)之一。然而，ncRNA在病毒感染與免疫應(yīng)答中的作用鮮有報(bào)道。

近來，同期發(fā)表于《Virology》的兩篇論文對(duì)豬流行性腹瀉病毒(PEDV)調(diào)控豬腸道上皮細(xì)胞IPEC-J2內(nèi)lncRNA和circRNA的表達(dá)開展了系統(tǒng)地研究，并取得了階段性成果。研究者將PEDV感染IPEC-J2細(xì)胞，利用熒光定量PCR檢測(cè)I型、III型干擾素以及在IgA產(chǎn)生中具有重要作用的GM-CSF、FoxP3等因子的表達(dá)，根據(jù)這些因子的表達(dá)水平，選取12 h、36 h、60 h和72 h的PEDV感染組和對(duì)照組樣品進(jìn)行RNA-seq測(cè)序分析，并通過體內(nèi)、體外實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

本研究首次發(fā)現(xiàn)了6 188條lncRNA，其中，多為200 nt～300 nt和大于2 000 nt的lncRNA，其與轉(zhuǎn)錄區(qū)間2 000 nt以內(nèi)的基因具有強(qiáng)烈的共表達(dá)特性。此外，研究者對(duì)其KEGG通路進(jìn)行了預(yù)測(cè)分析，結(jié)果顯示，差異表達(dá)的lncRNA主要參與NF-κB、MAPK、TCR、TGF-β、Jak-STAT、細(xì)胞因子受體以及IgA產(chǎn)生等信號(hào)通路活動(dòng)。作者選擇了這7條信號(hào)通路中的部分代表性lncRNA采用定量PCR驗(yàn)證了差異表達(dá)，體內(nèi)和體外雙重驗(yàn)證結(jié)果顯示，PEDV感染可使lncRNA差異表達(dá)，后者在宿主感染免疫應(yīng)答中起到調(diào)控作用。

研究者分析了RNA-seq測(cè)序結(jié)果中的反向剪切位點(diǎn)，獲得26 670個(gè)潛在circRNA。生物信息學(xué)分析顯示，這些反向剪切位點(diǎn)在除性染色體外的各條染色體上均勻分布；約有75 %位于外顯子區(qū)域；此外，部分基因具有熱點(diǎn)效應(yīng)。采用常規(guī)PCR選擇性證明了其中8條差異circRNA的存在，利用熒光定量PCR方法驗(yàn)證了該8條circRNA及其親本線性基因的差異表達(dá)。隨后作者預(yù)測(cè)分析了其親本基因的功能，結(jié)果顯示，CAD和CTNNB1在PEDV感染過程中具有調(diào)控作用，敲低CTNNB1表達(dá)可顯著抑制PEDV復(fù)制。此外，作者繪制了差異表達(dá)circRNA與miRNA的互作網(wǎng)絡(luò)，篩選出多個(gè)潛在的miRNA靶點(diǎn)，通過沉默實(shí)驗(yàn)證明circRNA通過作用于ssc-miR-7和ssc-miR-127調(diào)控病毒的感染與復(fù)制。

本研究證實(shí)，PEDV感染可調(diào)控宿主lncRNA和circRNA的表達(dá)，其中大量差異表達(dá)的ncRNA可通過多種方式直接或間接影響宿主的抗病毒反應(yīng)。與蛋白質(zhì)的翻譯產(chǎn)生過程相比，RNA的轉(zhuǎn)錄剪切顯得更為快捷、高效，其種類也更為多樣。因此，在RNA水平研究病毒-宿主相互作用有望成為病毒學(xué)領(lǐng)域的又一熱點(diǎn)，為全面闡釋病毒感染與宿主免疫應(yīng)答提供了新視角。