流感病毒mvRNAs通过两步机制激活RIG-I的分子机制研究

研究人员针对甲型流感病毒(IAV)非经典RNA如何激活宿主天然免疫受体RIG-I（视黄酸诱导基因I）这一关键科学问题，通过系统研究mini病毒RNA（mvRNA）的非经典转录机制，发现mvRNA通过5'端polyA信号截断或瞬时RNA结构形成触发异常转录终止，产生的加帽互补RNA（ccRNA）可促进t-loop结构mvRNA释放并与RIG-I结合。该研究揭示了病毒RNA合成激活天然免疫需要复制和转录异常协同作用的两步机制，为理解高致病性流感病毒株的免疫激活提供了新视角。

　　

流感病毒如何逃逸宿主免疫监视一直是病毒学领域的核心问题。尽管已知甲型流感病毒(IAV)的非经典RNA能被宿主天然免疫受体RIG-I（视黄酸诱导基因I）识别，但不同RNA分子激活免疫反应的效率存在显著差异，其分子机制长期未明。尤其令人困惑的是，在高致病性流感病毒感染中过量表达的mini病毒RNA（mvRNA）为何能更有效激活免疫应答。

为揭示这一现象背后的机制，研究人员聚焦于mvRNA的非经典转录过程。既往研究表明，mvRNA通过形成模板环（t-loop）结构降低RNA聚合酶持续性，但其与RIG-I激活的直接关联尚未阐明。研究团队提出创新性假设：mvRNA需要经历转录和复制异常两个关键步骤才能有效激活RIG-I。

研究采用多学科技术手段展开系统探索。通过体外重建实验分析了RNA聚合酶在mvRNA模板上的转录起始和终止特性；利用免疫共沉淀技术明确了RIG-I与不同mvRNA的结合差异；开发RNA聚合酶足迹法证实了t-loop结构的形成；结合生物信息学预测和功能互补实验，解析了ccRNA在mvRNA释放中的作用。

研究结果揭示了一系列重要发现：

1. 转录起始发生在正负链mvRNA上：体外实验证明IAV RNA聚合酶可在mvRNA模板上启动非经典加帽抢夺（cap-snatching），该活性依赖启动子识别而非下游序列。

2. mvRNA转录终止具有序列依赖性：含有t-loop结构的mvRNA（如NP71.2）能通过干扰polyA信号促进ccRNA形成，而缺乏t-loop的mvRNA（如NP71.1）主要产生正常polyA尾mRNA。

3. RIG-I选择性结合特定mvRNA：免疫沉淀显示RIG-I更易结合能形成t-loop且产生ccRNA的mvRNA（NP71.2/NP71.11），该过程依赖RIG-I的解旋酶功能。

4. ccRNA通过异源双链激活RIG-I：体外实验证实mvRNA衍生的ccRNA需与5'三磷酸化负链RNA（如svRNA）形成双链结构才能激活RIG-I ATP酶活性。

5. 两步激活机制：ccRNA可促进RNA聚合酶释放t-loop结构mvRNA，形成具有免疫激活能力的RNA双链；细胞实验证明不同mvRNA可通过ccRNA互补实现跨分子免疫激活。

该研究首次阐明IAV RNA合成激活天然免疫需要"复制异常-转录异常"的级联反应：t-loop结构既抑制mvRNA复制又促进ccRNA产生，而ccRNA进而协助释放mvRNA形成RIG-I激活复合物。这一发现不仅解释了高致病性流感株中mvRNA与免疫激活的关联，还为理解病毒RNA的免疫原性提供了新范式。研究发表于《SCIENCE ADVANCES》，其揭示的"两步机制"为开发靶向病毒转录过程的免疫调节策略提供了理论依据。