综述:揭示非编码RNA对病毒诱导的细胞自噬的影响:作用机制与研究进展

《Frontiers in Microbiology》:Unveiling the impact of non-coding RNAs on virus-induced cellular autophagy: roles and research advances

【字体: 时间:2025年08月07日 来源:Frontiers in Microbiology 4.5

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  自噬调控与病毒互作中非编码RNA的功能及机制研究。

  细胞自噬是一种复杂的生理过程,它在维持细胞内环境稳定、清除受损细胞器和大分子物质、以及防御细胞内病原体方面发挥着重要作用。自噬不仅对细胞的生存至关重要,还影响着生物体的发育、疾病发生以及病毒感染的应对机制。自噬过程通过形成自噬体,将细胞内的成分包裹并送入溶酶体中进行降解,随后将降解后的大分子物质回收再利用。这种机制对于细胞应对各种压力、如营养缺乏、氧化应激和感染,具有关键意义。

在病毒感染的背景下,自噬的调控显得尤为重要。许多研究表明,非编码RNA(ncRNAs)在病毒感染引发的自噬过程中起着重要的调节作用。ncRNAs是一类不编码蛋白质的RNA分子,但它们在基因表达调控、RNA剪接、修饰以及细胞功能调控等方面具有重要作用。ncRNAs能够通过参与自噬调控网络,影响自噬相关基因的转录和转录后调控,从而对病毒感染过程中的自噬产生促进或抑制作用。这种调控机制的复杂性表明,ncRNAs可能成为开发抗病毒药物和治疗策略的重要靶点。

非编码RNA的调控作用体现在多个层面。例如,miRNAs可以通过靶向关键的信号通路,如PI3K/AKT/mTOR或AMPK/ULK1,来影响自噬的启动和执行。此外,miRNAs还可以直接作用于自噬相关蛋白,如LC3B和Beclin-1,从而调节自噬的水平。lncRNAs则通过与DNA、RNA和其他蛋白质的相互作用,发挥多层级的调控功能。某些lncRNAs还能作为竞争性内源RNA(ceRNAs),通过结合miRNAs间接调控自噬过程。这些调控机制的多样性表明,ncRNAs在病毒感染中可能具有双重作用:一方面促进自噬,另一方面抑制自噬,从而影响病毒的复制和传播。

在具体的研究案例中,miR-99家族成员在乙型肝炎病毒(HBV)感染中被发现能够促进自噬。这些miRNAs通过直接靶向IGF-1R、Akt和mTOR的3′UTR区域,导致ULK1的去磷酸化,进而激活自噬过程。此外,miR-146a-5p在HBV感染中也能促进自噬,通过靶向Xiap介导的MDM2/p53轴,从而增强HBV的复制。然而,miR-146a在登革热病毒(DENV)感染中则表现出相反的作用,通过靶向TRAF6来抑制自噬,从而减少病毒的复制并降低炎症因子的分泌。这些研究结果表明,ncRNAs在不同病毒感染中可能具有不同的调控机制和功能。

除了miRNAs,其他类型的ncRNAs,如lncRNAs和circRNAs,也在病毒感染引发的自噬过程中发挥着重要作用。例如,lncRNA WAC-AS1在HBV感染的HepG2.2.15细胞中被发现能够促进自噬,通过靶向ATG7或增强miR-192-5p的表达。同样,circ-Vav3通过海绵吸附gga-miR-375,激活CIP2A/AKT轴,从而抑制由禽类白血病病毒(ALV-J)引发的自噬。这些发现揭示了ncRNAs在病毒感染中对自噬的多面性调控作用,为开发针对自噬的抗病毒策略提供了新的思路。

在动物病毒感染中,ncRNAs的调控作用同样显著。例如,EV71感染Hep2和Vero细胞时,miR-30a的表达水平下降,这种miRNA通过靶向Beclin-1的3′UTR区域,诱导自噬,从而促进EV71的复制。此外,siRNAs在病毒感染中也被用于调控自噬。当鸭瘟病毒(DEV)感染细胞时,siRNA可以靶向AMPK或TSC2,从而影响AMPK-TSC2-MTOR信号通路,进而调控自噬。这种调控机制不仅有助于理解病毒如何利用自噬促进其生存,也为开发新型抗病毒疗法提供了可能的方向。

尽管ncRNAs在病毒感染中对自噬的调控作用已被广泛研究,但其具体机制和功能仍有许多未知之处。不同类型的ncRNAs可能通过不同的途径和靶点来影响自噬,这种复杂性使得进一步的研究变得必要。未来的研究应深入探讨ncRNAs与病毒之间的相互作用,揭示病毒如何精确调控自噬以促进自身复制和传播。同时,应关注ncRNAs在不同细胞类型和生理状态下的动态调控作用,以及它们如何影响病毒的抗药性。通过这些研究,可以更好地理解ncRNAs在病毒相关自噬中的作用,并推动抗病毒治疗策略的发展。

总之,非编码RNA在病毒感染引发的自噬过程中扮演着关键角色。它们通过多种机制,如调节关键信号通路和自噬相关蛋白,来影响自噬的水平。这种影响既可以促进病毒的复制,也可以抑制病毒的增殖,从而在宿主防御和病毒生存之间形成动态平衡。随着对ncRNAs功能和机制的深入研究,未来有望开发出针对这些分子的新型抗病毒药物和治疗策略,以更有效地控制病毒感染并保护宿主细胞。
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