长链非编码 RNA IPAN 拮抗 RIG-I/TRIM25 介导的甲型流感病毒 PB1 降解以促进病毒复制

【字体: 时间:2025年05月19日 来源:Biosafety and Health 3.5

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  为探究宿主长链非编码 RNA(lncRNA)在甲型流感病毒(IAV)复制中的作用,研究人员聚焦 IPAN 展开研究。发现 IPAN 可通过拮抗维甲酸诱导基因 I(RIG-I)和含三联基序蛋白 25(TRIM25)介导的病毒聚合酶基本蛋白 1(PB1)降解,稳定 PB1。该研究为揭示病毒 - 宿主互作及开发抗病毒疗法提供新视角。

  
流感病毒如同隐形的健康威胁,每年引发全球范围内的流行与散发疫情,严重威胁公共卫生安全。其核心元件 RNA 聚合酶的稳定性对病毒复制至关重要,而宿主长链非编码 RNA(lncRNA)在病毒 - 宿主互作中的角色尚不完全明晰。此前研究虽发现 lncRNA IPAN 可结合并稳定 IAV 的 PB1 蛋白,但其具体机制仍是谜团。在此背景下,中国医学科学院等机构的研究人员开展深入研究,旨在揭示 IPAN 介导 PB1 稳定的分子路径,相关成果发表于《Biosafety and Health》。

研究人员主要采用了细胞水平分子互作技术、CRISPR/Cas9 基因编辑技术构建敲除细胞系、免疫共沉淀(Co-IP)、原位邻近连接分析(PLA)、蛋白质免疫印迹(Western blot)、荧光素酶报告基因检测等技术方法。

3.1 病毒 RNA 触发 IPAN 缺失下的 PB1 降解


通过 IPAN 小干扰 RNA(esiRNA)敲低实验发现,IPAN 缺失时,仅在存在病毒迷你基因组(可产生病毒 RNA)或外源性病毒 RNA(vRNA)、5′ppp - 双链 RNA(dsRNA)时,PB1 蛋白水平显著下降,而 PA 蛋白水平不受影响。使用 RNA 依赖的 RNA 聚合酶(RdRp)抑制剂 T705 抑制病毒 RNA 合成后,PB1 降解被逆转,表明病毒 RNA 是触发 PB1 降解的关键因素。

3.2 RIG-I 是 PB1 降解的必需因子


利用 siRNA 敲低模式识别受体(PRRs)相关蛋白,发现仅 RIG-I 敲低可恢复 IPAN 缺失细胞中 PB1 的表达。在 RIG-I 敲除(RIG-I-KO)细胞中,IPAN 缺失不再导致 PB1 降解,而重新表达野生型或信号缺陷型 RIG-I 突变体(T55I、K270I)均可恢复 PB1 降解能力,提示 RIG-I 以信号通路非依赖的 “效应器样” 功能促进 PB1 降解。

3.3 RIG-I 介导的 PB1 降解不依赖干扰素通路


通过外源性添加干扰素(IFN-α、IFN-β、IFN-γ)处理 IPAN 缺失细胞,发现 IFN 处理不影响 PB1 蛋白水平,且 IFN 刺激基因 SAMHD1 表达上调,表明干扰素通路未参与 PB1 降解过程。

3.4 与 IRF/NF-κB 信号级联无关


敲低线粒体抗病毒信号蛋白(MAVS)或使用 NF-κB 抑制剂 BAY11-7082 处理,均无法逆转 IPAN 缺失诱导的 PB1 降解,且 IPAN 缺失或过表达不影响 IFN-β 启动子活性,排除了 IRF/NF-κB 信号及干扰素刺激基因(ISGs)直接激活对 PB1 降解的贡献。

3.5 RIG-I 与 PB1 的结合促进降解


免疫共沉淀和原位 PLA 实验显示,IPAN 缺失增强了 PB1 与 RIG-I 的相互作用,形成更多复合物,提示两者的结合是 PB1 降解的前提。

3.6 TRIM25 参与 IPAN 缺失诱导的 PB1 降解


TRIM25 敲低可完全阻断 IPAN 缺失导致的 PB1 降解,其 RING 结构域缺失突变体(ΔRING)失去降解能力,表明其 E3 泛素连接酶活性必需。免疫共沉淀和 PLA 证实,IPAN 缺失增强 PB1 与 TRIM25 的结合,且该相互作用不依赖 RIG-I,但 PB1 降解需 RIG-I 与 TRIM25 协同作用。

研究结论与讨论


本研究揭示 IAV 通过劫持宿主 lncRNA IPAN,抑制维甲酸诱导基因 I(RIG-I)和含三联基序蛋白 25(TRIM25)介导的 PB1 泛素化降解,从而维持病毒聚合酶稳定性以促进复制。RIG-I 以信号非依赖的 “效应器样” 功能直接结合 PB1,招募 TRIM25 通过泛素 - 蛋白酶体途径降解 PB1,构成宿主对抗 IAV 的新型防御机制,而 IPAN 则作为病毒的 “分子盾牌” 干扰这一过程。该发现不仅拓展了对 RIG-I 和 TRIM25 抗病毒功能的认知,也阐明了 IAV 利用宿主 lncRNA 逃逸免疫监视的新策略,为靶向病毒 - 宿主互作开发新型抗病毒药物提供了关键靶点和理论依据。

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