《Emerging Microbes & Infections》：Non-coding RNA-mediated tug-of-war between emerging viruses and host antiviral defense: lessons from animal viruses
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新兴动物病毒对畜牧业和公共卫生构成持续威胁，这凸显了深入理解病毒-宿主相互作用的必要性。然而，在动物病毒感染过程中，宿主非编码RNA（ncRNA）的调控作用和保守机制仍较为零散，针对新兴动物病毒的ncRNA介导机制尤其缺乏特征描述，目前尚无系统的整理或理论总结
新兴动物病毒对畜牧业和公共卫生构成持续威胁，这凸显了深入理解病毒-宿主相互作用的必要性。然而，在动物病毒感染过程中，宿主非编码RNA（ncRNA）的调控作用和保守机制仍较为零散，针对新兴动物病毒的ncRNA介导机制尤其缺乏特征描述，目前尚无系统的整理或理论总结。研究表明，ncRNA（包括miRNA、lncRNA和circRNA）已成为动物病毒与其宿主之间相互作用的重要调节因子。本综述综合了涵盖猪、家禽、反刍动物、猫、犬和水貂宿主的十一种动物病毒的证据，重点关注病毒诱导的ncRNA表达变化及其抗病毒或促病毒功能。在不同的病毒-宿主系统中，研究人员识别出三种反复出现的调控范式：宿主抗病毒防御、病毒劫持和病毒拮抗。宿主细胞能够动态重塑其ncRNA表达，以调控宿主限制因子、促病毒宿主因子及其他ncRNA，从而影响天然免疫信号传导、病毒复制周期、自噬、凋亡和代谢重编程。相反，动物病毒（包括PEDV、PRRSV、PRV、SVA、AIV、ALV–J、NDV、BVDV、FHV–1、CIV和MEV）已进化出复杂的策略来劫持宿主ncRNA网络或拮抗ncRNA介导的抗病毒免疫，并重塑细胞内微环境以促进病毒复制。这些范式为理解和预测新兴动物病毒中ncRNA介导的调控机制提供了一个统一的理论体系，也为剖析ASFV、SADS–CoV以及未来未知新兴病毒的致病模式，以及挖掘、筛选和鉴定潜在的抗病毒药物靶点提供了参考。
1. 引言
动物病毒感染对全球畜牧业和公共卫生构成重大威胁。猪病毒（如PEDV、PRRSV、PRV、SVA、ASFV、SADS-CoV）、禽病毒（如高致病性H5/H7亚型AIV、ALV-J、NDV）以及跨物种病毒（如BVDV、FHV-1、CIV、MEV）通过高效复制、免疫逃逸和跨宿主传播造成巨大的经济损失和生物安全问题。病毒感染的结果取决于病毒与宿主之间的动态博弈。作为抵御病毒入侵的第一道防线，宿主天然免疫激活多层信号通路和效应机制。相应地，病毒在长期共进化过程中演化出两种核心策略：劫持宿主调控网络和拮抗宿主抗病毒防御，通过操纵关键宿主分子重塑细胞内微环境以实现免疫逃逸和建立病毒复制。宿主非编码RNA（ncRNA），包括microRNA（miRNA）、长链非编码RNA（lncRNA）和环状RNA（circRNA），是一类无蛋白质编码能力但功能关键的调控分子，已被证实是控制宿主抗病毒防御和病毒复制的重要枢纽。在动物病毒感染期间，宿主ncRNA的丰度和活性可发生显著变化，并通过靶向天然免疫信号通路、病毒复制周期、自噬、凋亡和代谢重编程等关键节点来调控抗病毒反应。在宿主方面，诱导抗病毒ncRNA可直接抑制病毒复制或放大免疫抗病毒信号，而抑制促病毒ncRNA则可解除对宿主防御通路的抑制。相反，动物病毒可操纵宿主ncRNA：上调促病毒ncRNA以实现免疫劫持，或下调抗病毒ncRNA以执行免疫拮抗，从而削弱宿主防御并创造有利于复制的细胞环境。尽管关于动物病毒与其宿主间ncRNA介导的相互作用的研究迅速扩展，但其潜在机制在不同病毒-宿主系统中仍然零散，缺乏跨多个物种和病毒分类群的整合框架。本文综述系统整理了来自十一种动物病毒（包括PEDV、PRRSV、PRV、SVA、AIV、ALV-J、NDV、BVDV、FHV-1、CIV和MEV）的宿主ncRNA-病毒相互作用的实验证据。基于这些已发表的实验结果，研究人员提炼出跨病毒的保守调控范式，这些范式可应用于多种研究场景，包括为已有部分ncRNA相关机制基础的SVA和AIV进行机制补充和研究思路拓展，为机制完全空白的ASFV和SADS-CoV提供预测性研究参考，并为未来可能出现的新型动物病毒提供范式级的研究策略和靶点筛选思路。本综述将现有证据归纳为三种重复出现的调控范式：宿主抗病毒防御、病毒劫持宿主ncRNA网络和病毒拮抗ncRNA介导的抗病毒反应，并系统整理和提取了多个在不同动物病毒中具有广谱调控潜力的候选靶点。
2. NcRNA介导的宿主抗病毒防御
2.1 宿主抗病毒ncRNA的诱导
在应对动物病毒感染时，宿主细胞快速诱导多样化的抗病毒ncRNA库，从而启动多层次的天然免疫反应并直接限制病毒增殖。猪病毒感染会触发miRNA、lncRNA和circRNA的强烈上调，这些ncRNA靶向促病毒宿主因子或直接抑制病毒基因组。例如，PEDV感染后，外泌体miR-1343显著诱导，通过靶向FAM131C恢复抗病毒免疫反应并抑制病毒增殖。PEDV感染也上调miR-221-5p，它既能直接靶向PEDV基因组RNA的3'UTR，又能通过靶向NFKBIA和SOCS1激活NF-κB信号通路，增强IFN-α/β产生。PRRSV感染通过下调转录因子IRF8来上调miR-10a，进而靶向SRP14抑制PRRSV复制。高致病性PRRSV感染上调miR-150，通过直接靶向病毒基因组和抑制SOCS1发挥双重抗病毒作用。其他如miR-26a、miR-361-3p、miR-c89、lncRNA-000397等也在PRRSV感染中被诱导并发挥抗病毒功能。PRV感染诱导miR-155-5p和lncRNA-155，分别通过增强STAT1磷酸化和促进IRF3活化来加强抗病毒免疫。PRV还上调circRNA-29164，通过海绵吸附miR-24-3p上调KEAP1，触发线粒体依赖的细胞凋亡以限制病毒复制。在禽类中，H5N6 AIV感染诱导miR-200c，通过靶向CNTN1和USP25防止MAVS降解，增强I型干扰素信号。H5N1 AIV感染上调miR-203，靶向DR1抑制其促病毒作用。AIV还诱导lncRNA-45和lncRNA-61，两者均具有广谱抗流感病毒活性。H9N2 AIV诱导的lncRNA-9101通过正调控天然免疫抑制病毒复制。此外，AIV诱导的circRNA-AIVR通过海绵吸附miR-330-3p促进IFN-β产生。NDV感染上调miR-19b-3p、miR-375和lncRNA-BST2-2等，通过不同机制抑制病毒复制。在反刍动物、猫和水貂中，BVDV诱导的miR-2411和miR-29b分别通过靶向Pelota和自噬相关基因抑制病毒复制；FHV-1诱导的miR-101和miR-26a通过靶向SOCS5增强I型干扰素信号；MEV诱导的miR-320a和miR-140通过靶向TfR协同抑制病毒感染。
2.2 宿主促病毒ncRNA的抑制
为了建立有效的抗病毒防御，动物宿主采用一种普遍且进化保守的策略：转录或转录后水平下调那些促进病毒入侵、复制或免疫逃逸的促病毒ncRNA。通过降低这些促病毒ncRNA的丰度，宿主细胞解除对天然免疫信号的抑制，恢复干扰素依赖的天然免疫反应，并建立限制病毒传播的细胞内环境。PRV-II感染后，宿主细胞通过下调促病毒lncRNA-A02830，解除其对IRF3/IFN-β/Mx1轴的抑制，激活I型干扰素抗病毒信号。H5N1高致病性AIV和H1N1禽源流感病毒感染时，宿主下调促病毒miR-21-3p，解除其对HDAC8或FGF2的抑制，从而增强抗病毒反应。H5N1感染也下调促病毒miR-26a-5p，解除对MDA5的抑制，恢复天然抗病毒信号。此外，H5N1和其他RNA病毒感染下调促病毒miR-340-5p，解除对RIG-I和OAS2的抑制。NDV和其他RNA病毒感染通过IFN/JAK/STAT通路转录下调促病毒miR-1225-3p，解除对GAB3的抑制，增强抗病毒免疫。BVDV感染下调促病毒lncRNA-IALNCR，导致MAPK8/JNK1表达降低，间接促进caspase-3活化和细胞凋亡，从而拮抗病毒复制。
3. 病毒利用宿主ncRNA促进病毒复制
为了建立生产性感染，动物病毒积极劫持和利用宿主ncRNA网络来抑制抗病毒免疫、重塑细胞生理状态并创造有利于复制的环境。PEDV感染上调miR-218-5p，靶向HNRNPA3，通过增强脂质合成促进脂滴积累，为病毒复制复合物形成提供有利微环境。PRRSV感染上调miR-142-5p，靶向FAM134B抑制内质网自噬并扩张内质网，同时抑制TLR3/RIG-I介导的I型干扰素信号。PRRSV还上调miR-216靶向MAVS、miR-22和miR-24-3p靶向HO-1、miR-30c靶向IFNAR2或JAK1、miR-373靶向多个IFN-β正调控因子、miR-376b-3p靶向TRIM22、miR-382-5p靶向HSP60、miR-541-3p靶向IRF7，以及lncRNA-103222771靶向CLDN4，通过这些轴抑制抗病毒免疫或破坏细胞屏障。PRV感染上调lncRNA-000641，抑制IFN-α产生和JAK-STAT1磷酸化。SVA感染上调lncRNA-ISL，抑制抗病毒因子G1P3的表达，以及上调circRNA-8521，通过海绵吸附miR-324促进自噬流。在禽类中，H7N9 AIV上调miR-664a-3p靶向LIF，H9N2 AIV上调lncRNA-8475抑制TLR3/TLR7信号，以及上调lncRNA-up4抑制I型干扰素信号。ALV-J通过p27蛋白抑制DDX3X转录促进miR-155成熟，靶向TRAF3和STAT1实现免疫逃逸，此外还上调miR-200b-3p靶向DUSP1、miR-23b靶向IRF1、miR-34b-5p靶向MDA5来促进病毒复制。NDV上调miR-203a-3p，同时靶向IFNAR1、JAK1、STAT1和SOCS3，广泛抑制I型干扰素信号。BVDV上调lncRNA-CYLD，通过海绵吸附miR-2383上调CYLD，去泛素化RIG-I抑制干扰素信号；还上调lncRNA-SMIM14，通过正调控Rab3a促进内吞作用以利于病毒复制。
4. 病毒对ncRNA介导的宿主抗病毒反应的拮抗
为了克服宿主限制，动物病毒进化出复杂策略来特异性拮抗或下调那些阻断病毒进入、复制和天然免疫激活的抗病毒ncRNA。PRRSV感染下调miR-122，解除对SOCS3的抑制，从而抑制ISG15和IFIT2表达；下调miR-181，解除对CD163的抑制，促进病毒进入；下调miR-218，同样解除对SOCS3的抑制；还下调lncRNA-MAHAT，通过MAHAT-DDX6-ZNF34轴抑制I型干扰素信号。在禽类中，H5N1 AIV下调miR-1249和miR-584-5p，解除对病毒PB2基因的直接靶向抑制；下调miR-18a-5p，解除对NEDD9的抑制；下调miR-30家族，解除对SOCS1、SOCS3和NEDD4的抑制；下调miR-324-5p，解除对病毒PB1和宿主CUEDC2的双重抑制。ALV-J下调lncRNA-LTR5B，释放BiP促进其细胞表面转位，增强病毒进入并抑制凋亡。MEV下调miR-181b，解除对病毒NS1基因的翻译抑制。在犬源H3N2 CIV感染模型中，miR-125b和miR-151也被显著下调。
5. NcRNA介导的病毒-宿主相互作用：来自动物病毒对新兴病毒的启示
本综述总结的ncRNA保守调控范式为理解和预测新兴动物病毒感染期间的ncRNA介导机制提供了统一的概念框架。在已建立的模型中，SVA和高致病性H5/H7 AIV是具有初步ncRNA相关机制的新兴RNA病毒。相比之下，对于ASFV和SADS-CoV这两种重要的新兴病原体，宿主ncRNA介导的病毒复制调控机制了解极为有限。鉴于这些显著的知识空白，本文建立的保守调控原则为研究ASFV和SADS-CoV中ncRNA介导的宿主-病毒相互作用提供了宝贵见解。阐明新兴动物病毒与其宿主之间ncRNA介导的交互作用对于全面定义致病机制、开发广谱抗病毒策略以及加强对未来疫情爆发的准备至关重要。本综述的系统分析揭示，多个ncRNA在不同动物病毒中显著差异表达并参与调控病毒复制，表明它们可作为具有广谱调控潜力的核心候选靶点。需要注意的是，本综述汇编了跨越多个宿主物种的实验证据，不同物种间基线天然免疫景观存在固有差异，在进行跨物种比较或将本文总结的范式和候选分子靶点外推至新兴病毒时，必须承认跨物种比较的有效局限性。
6. 宿主ncRNA的上下文依赖性双重性：生物学特征及其对抗病毒靶点发现的启示
宿主ncRNA不具有恒定不变的分子特性。来自多项动物病毒研究的证据表明，多个ncRNA表现出上下文依赖性双重性：同一分子既可介导抗病毒效应也可介导促病毒效应，其最终功能输出由病毒种类、感染剂量、感染进程和细胞类型共同塑造。这种功能双重性主要表现为两种形式：同一ncRNA在不同病毒感染下可能表现出相反的调控表型；即使在同一种病毒感染过程中，当周围细胞或感染环境发生变化时，ncRNA也可能发生功能转换。例如，miR-26家族在猪PRRSV和猫FHV-1感染中主要发挥抗病毒作用，但在鸡H5N1 AIV感染中则表现为促病毒特性。miR-218家族在PEDV感染中作为促病毒因子重塑脂质代谢，而在PRRSV感染中则通过靶向SOCS3发挥抗病毒功能。宿主ncRNA的上下文依赖性双重性对基于三个保守范式筛选广谱抗病毒ncRNA靶点具有重要的实际意义。
7. 结论与展望
NcRNA作为核心调控分子，塑造了动物病毒与其宿主之间的拉锯战。本综述系统地整合了来自多个物种的十多种动物病毒的实验证据，识别出三种保守调控模式：宿主抗病毒防御、病毒劫持和病毒拮抗。尽管已取得相对系统的认识，但仍有许多基本问题未解决，包括ASFV和SADS-CoV等主要新兴动物病毒的ncRNA调控机制尚不明确，以及现有研究在肽调控、应激颗粒形成、表观遗传修饰和单细胞异质性等新兴调控层面的探索不足。未来研究应基于本文提出的保守调控范式，将已验证的核心轴和潜在广谱抗病毒靶点外推至新兴病毒，同时扩展宿主ncRNA的调控范围，并优先验证miR-155、miR-181、miR-203、miR-26a和miR-30等保守分子在新兴病毒中的调控作用。
