SARS-CoV-2 Delta变异株感染人支气管上皮细胞中差异表达非编码RNA(ncRNA)的关键调控作用及分子机制研究

（编辑推荐）本研究通过高通量测序技术揭示SARS-CoV-2 Delta变异株感染人支气管上皮细胞(NHBE)后，差异表达的microRNA(miRNA)、piRNA、snoRNA等非编码RNA(ncRNA)通过调控细胞凋亡、免疫应答和病毒复制等通路影响感染进程。特别发现miR-155-5p和5′-tRFGlu(TTC)等可作为变异株特异性生物标志物，为COVID-19发病机制和精准诊疗提供新靶点。

　　

SARS-CoV-2感染诱导的ncRNA表达谱特征
采用空气-液体界面(ALI)培养系统构建人支气管上皮细胞(NHBE)三维模型，分别用Delta和Omicron BA.2变异株感染72小时后，通过免疫荧光染色观察到Delta株导致更严重的上皮完整性破坏和核碎裂。病毒空斑实验证实Delta株感染性显著高于Omicron BA.2。RNA-seq分析显示感染3天后(3dPI)出现明显的转录组重编程，其中28个蛋白编码基因发生显著差异表达，包括炎症相关基因CXCL10、抗病毒基因IFIT1/2和病毒受体RPSA等。

关键调控miRNA及其靶向通路
miRDeep2算法鉴定出31个差异表达miRNA，其中miR-155-5p在Delta株感染中表达显著高于Omicron株。靶基因预测显示上调miRNA共同调控NFAT5、SMAD2等转录因子，涉及TGF-β信号通路和染色体重构；下调miRNA则靶向凋亡相关通路。蛋白互作网络分析揭示这些miRNA通过Rho GTP酶活性、可变剪接等机制参与宿主应答。

piRNA的调控新机制
发现33个差异表达piRNA，其中hsa-piR-33005等显著上调。通过piRNAdb数据库预测其可能调控凋亡和抗病毒相关mRNA。实验验证显示piRNA-23019等在两种变异株感染中均上调，提示piRNA可能通过表观遗传调控参与病毒感染过程。

tRNA片段的功能转化
tRAX分析显示tRNA^Glu(TTC)、tRNA^Lys(TTT)等产生大量5′-tRF片段。Northern blot证实5′-tRF^Glu(TTC)在Delta株感染中表达降低，而在Omicron株中升高，可能作为疾病严重程度的生物标志物。这些tRF片段可能通过调控翻译过程影响病毒生命周期。

特殊ncRNA的变异株特异性响应
• snoRNA：SNORA62在两种变异株中均上调，而SNORD109B仅在Delta株中下调
• Y RNA：RNY4在感染中持续高表达
• 核糖核酸酶P组分RPPH1呈现振荡表达模式
• 穹窿RNA(vtRNA)1-1/2-1表达显著增加

分子调控网络的变异株差异
比较分析发现CXCL10、IFIT2等蛋白编码基因和miR-155-5p、5′-tRF^Glu(TTC)等ncRNA在Delta与Omicron BA.2感染中存在显著表达差异。这些分子可能通过调控核因子κB(NF-κB)信号、干扰素应答等通路，导致两种变异株不同的致病性和免疫逃逸能力。

技术方法的创新性验证
研究特别强调RNA-seq检测小片段RNA的局限性，通过Northern blot验证发现多数预测的小片段ncRNA实际丰度极低。这种多平台验证策略为ncRNA研究提供了方法学参考，避免单一高通量技术产生的假阳性结果。

临床转化潜力
发现的差异表达ncRNA谱系，特别是变异株特异性分子如miR-155-5p和tRF^Glu(TTC)，为开发COVID-19诊断标志物和靶向治疗提供了新思路。这些分子可能通过调控病毒复制和宿主免疫应答的双重作用，成为精准干预的潜在靶点。