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研究人员通过 RNA 测序分析爱泼斯坦 - 巴尔病毒(EBV)编码的 microRNAs,发现其可调节肿瘤相关基因,为肿瘤研究提供新方向。
在生命的微观世界里,基因调控如同一场精密的交响乐,而微小 RNA(microRNA)则是其中不可或缺的音符。microRNA 是一类长度通常在 21 - 23 个核苷酸的单链非编码 RNA,它能像一把精准的 “小钥匙”,序列特异性地结合到信使 RNA(mRNA)上,主要在 mRNA 的 3’非翻译区(3’-UTR)发挥作用,抑制 mRNA 的翻译过程,甚至促使其降解,进而调控基因的表达,在转录后基因调控中占据重要地位。然而,由于 microRNA 与目标 mRNA 之间的结合存在错配、凸起和摆动碱基对,使得通过计算机预测它们之间的相互作用变得困难重重。
爱泼斯坦 - 巴尔病毒(Epstein - Barr virus,EBV)作为一种具有致癌潜力的病毒,其基因组编码的病毒蛋白、多肽、长链非编码 RNA 以及病毒 microRNA,在病毒在宿主细胞内的建立、免疫逃避和恶性转化等过程中发挥着关键作用。EBV 编码的 microRNA 基因在基因组中呈簇状分布,如 BART1 - microRNA 簇编码 14 种 microRNA,BART2 簇编码 26 种,BHRF 簇编码 4 种。这些病毒 microRNA 在病毒潜伏期就开始表达,对于病毒的免疫逃避可能至关重要。例如,ebv - miR - BART7 - 3p 能与编码抗病毒细胞因子干扰素 λ3(IFNL3)的 mRNA 直接相互作用,导致在正常情况下会表达 IFNL3 的口咽病毒感染细胞中,该抗病毒蛋白根本无法翻译。
目前,肿瘤疾病严重威胁人类健康,而 EBV 与多种肿瘤的发生密切相关,尤其是鼻咽癌(NPC)和伯基特淋巴瘤(BL)。然而,对于 EBV 编码的 microRNA 在肿瘤发生发展过程中的具体作用机制,仍存在许多未知。为了深入探究这些奥秘,来自德国哈雷 - 维滕贝格大学医学院解剖与细胞生物学研究所的 Tim Hohmann,以及勃兰登堡医学院(MHB)生理学研究所的 Simon Jasinski - Bergner 等研究人员展开了相关研究。该研究成果发表在《BIOspektrum》杂志上,为肿瘤研究领域带来了新的曙光。
研究人员在此次研究中主要运用了以下关键技术方法:首先是 RNA 测序技术,对过表达不同 EBV - microRNA 的细胞进行转录组分析,以识别差异表达的基因;其次是定量聚合酶链反应(qPCR)分析,用于验证过表达质粒在细胞中的表达情况;此外,研究还使用了流式细胞术来检测质粒转染效率。研究中使用的样本包括 EBV 阳性样本、EBV 阴性的人胚肾 293T 细胞等。
下面来看具体的研究结果:
- EBV - microRNA 在淋巴瘤细胞中的表达特征:研究人员首先对淋巴瘤细胞中所有 EBV - microRNA 的表达进行了表征,发现 ebv - miR - BART1、 - BART4、 - BART17 和 - BHRF1 - 1 在所有检测样本中表达尤为丰富。
- 过表达 EBV - microRNA 对靶基因的影响:研究人员克隆了相应的过表达载体,并将其瞬时转染到 EBV 阴性的人细胞中,通过 RNA 测序分析发现,单独过表达这四种丰富的 EBV - microRNA 与过表达对照 microRNA 相比,导致大量靶基因发生显著的差异表达。例如,过表达 ebv - miR - BART1 导致 160 个基因显著上调,137 个基因显著下调。总体而言,四种 EBV - microRNA 过表达共导致 933 个人类靶基因发生显著的差异表达。
- 功能注释聚类分析:利用https://pantherdb.org数据库进行注释聚类分析发现,过表达这四种 EBV - microRNA 均能显著调节生长因子信号通路,如 WNT、EGF、FGF 和 PDGF 信号级联反应,但调节程度各不相同。此外,细胞凋亡、炎症相关的细胞生物学过程以及在肿瘤发生和迁移中起重要作用的基因也受到了调节。其中,ebv - miR - BHRF1 - 1 的作用尤为突出。
- 临床数据验证:研究人员通过比较伯基特淋巴瘤患者和健康人原代 B 细胞的临床 cDNA 微阵列数据集,进一步验证了上述结果。
综合上述研究结果,此次研究表明 EBV 编码的 microRNA 在肿瘤免疫逃避以及肿瘤的临床生物学特性(如化疗耐药性、迁移等)方面发挥着重要作用。这一发现为深入理解 EBV 相关肿瘤的发病机制提供了新的视角,也为未来开发针对这些肿瘤的新型治疗策略提供了潜在的靶点。然而,目前对于 EBV 诱导的 microRNA 在肿瘤中的具体作用机制和影响范围仍有待进一步研究。未来的研究可以围绕这些未解决的问题展开,进一步揭示 EBV - microRNA 与肿瘤之间的复杂关系,为攻克肿瘤疾病提供更有力的理论支持和治疗思路。