冠狀病毒TGEV 通過IRE1 途徑拮抗microRNA miR-27b 的抗病毒作用

通常研究人員按照RNA 分子翻譯蛋白的能力將其劃分為信使RNA（Message RNA，mRNA）及非編碼RNA（Non-coding RNA，ncRNA）。非編碼RNA 根據(jù)長度分為兩類：長非編碼RNA（即長度超過200 bp的lncRNA）和短RNA（長度小于50 bp）。短RNA 又包括：干擾小RNA（siRNA）和微RNA（miRNA）等。miRNA 是一類由內(nèi)源基因編碼的長度約為18～36 個核苷酸的非編碼單鏈RNA 分子，通過與靶標mRNA的3'端非翻譯區(qū)（3'-untranslated region，3'-UTR）特異性結合，從而引起靶標mRNA 分子的降解或翻譯抑制，在動植物中參與轉(zhuǎn)錄后基因表達調(diào)控。越來越多的研究表明， miRNA 在病毒感染和免疫調(diào)節(jié)中起著重要作用。

豬傳染性胃腸炎病毒（TGEV）是一種腸道冠狀病毒，在哺乳仔豬中引起高發(fā)病率和高死亡率。盡管研究人員對miRNA 的功能已有一定程度的探索，但這些分子在冠狀病毒感染中的作用以及冠狀病毒調(diào)控miRNA 的分子機制仍不清楚。近期發(fā)表于《Science China Life Sciences》上的“Coronavirus transmissible gastroenteritis virus antagonizes the antiviral effect of the microRNA miR-27b via the IRE1 pathway”研究論文報道了體外表達miRNA 中的miR-27b-3p 能夠發(fā)揮抗TGEV 的作用，而作為冠狀病毒的TGEV 通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激的肌醇依賴內(nèi)質(zhì)網(wǎng)至細胞核信號激酶1（IRE1）途徑抑制miR-27b-3p 的表達，從而逃避宿主的免疫監(jiān)視，并對宿主造成嚴重損傷。

該研究發(fā)現(xiàn)TGEV 感染的ST 細胞和仔豬中miR-27b-3p的表達均明顯下調(diào)。進一步探索其機制，發(fā)現(xiàn)TGEV 感染后大量病毒蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的合成、修飾和折疊，誘導細胞產(chǎn)生了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激，其中定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的IRE1 編碼一種有效的轉(zhuǎn)錄因子X 盒結合蛋白1（Xbp1s）。Xbp1s抑制miR-27b-3p的轉(zhuǎn)錄并最終減少miR-27b-3p 的產(chǎn)生。TGEV 對miR-27b-3p 的抑制表達，使其靶標豬細胞因子信號轉(zhuǎn)導抑制因子6（SOCS6）大量表達。SOCS 是一類在細胞信號轉(zhuǎn)導過程中發(fā)揮重要作用的負調(diào)控因子，家族成員一共有8 個，主要通過抑制JAK-STAT 信號通路的活性而調(diào)節(jié)IL-6、IL-10、IFN 等30 多種細胞因子，而這些因子是機體抵抗外來病原體侵入的主要免疫防御分子。SOCS6 的高表達負反饋調(diào)節(jié)抗病毒細胞因子，控制這些防御分子的表達從而使病毒可以在細胞內(nèi)大量復制。

IRE1α 作為高度保守的UPR 傳感器，具有激酶和核糖核酸酶活性，在恢復細胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)中起著關鍵作用。許多病毒已經(jīng)進化出涉及IRE1 的策略來抑制信號通路，從而促進其的感染。抑制IRE1α 信號或siRNA 敲除可降低流感病毒（IAV）和丙型肝炎病毒（HCV）的復制率。IRE1α 通過調(diào)節(jié)IRE1 依賴性衰變（RIDD）途徑和調(diào)節(jié)病毒RNA 翻譯促進乙腦病毒（JEV）復制。該研究確定了TGEV 通過IRE1 增強病毒感染的另一種機制：降低內(nèi)源性miR-27b-3p 的豐度。以往對miR-27b 的研究主要集中在癌癥方面，這里miR-27b的過度表達抑制了冠狀病毒（PEDV和TGEV）和豬輪狀病毒（PoRV）的復制，表明miR-27b具有廣譜抗病毒活性。當TGEV 介導的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激發(fā)生時，IRE1 作為RNase，非常規(guī)地剪接編碼有效轉(zhuǎn)錄因子Xbp1 的mRNA，Xbp1s 作為轉(zhuǎn)錄因子，抑制miR-27b的轉(zhuǎn)錄，從而抑制miR-27b-3p 的產(chǎn)生，對抗miR-27b的抗病毒作用。本研究結果揭示了冠狀病毒逃避宿主抗病毒免疫反應的新機制。