Elucidation of the universal aggravation mechanisms caused by emerging viruses focusing on small viral RNAs

阐明以小病毒RNA为重点的新兴病毒引起的普遍加重机制

基本信息

批准号：
22H02879
负责人：
渡邊洋平
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Kyoto Prefectural University of Medicine
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

培養細胞を用いた感染実験により、新型コロナウイルス（SARS-CoV-2）は季節性コロナウイルス（HCoV-OC43及び229E）と同様に効率的にヒト細胞で増殖する一方ｄえ、SARS-CoV-2のみが感染後期にIFN産生を誘導する事象を見出した。ウイルス感染細胞から精製したRNA分画を細胞導入したところ、SARS-CoV-2感染細胞を由来とするsmall RNA分画のみがIFN誘導能を示したため、このRNAの同定を試みた。small viral RNA（svRNA）を効率的に解読するRNA-seq法を構築することで、HCoVと異なり、SARS-CoV-2がウイルスゲノムRNAの5’末端断片（5’ end svRNA）を大量に産生することが分かった。5’ end svRNAは、5’ triphosphateと末端63塩基によるRNA2次構造の存在によってRIG-Iを刺激していた。ヒト気道再構築モデルを用いたex vivo感染実験により、OC43と異なり、SARS-CoV-2が感染後期に5’ end svRNAを蓄積させてIFN応答を惹起することを明らかにした。また、SARS-CoV-2変異株間で5’ end svRNA産生量に相違があり、これは臨床的に報告されているウイルス病原性の違いと一致した。5’ end svRNAがウイルス複製に機能を持つのか評価するために、実験的な補完実験をおこなった。その結果、細胞内の5’ end svRNA量を100倍以上に増加させてもSARS-CoV-2 RNA複製量は変化しなかった。このことから、5’ end svRNAはウイルス複製自体を制御する役割はなく、異常なRNA複製の副産物として蓄積すると推察された。

使用培养细胞的感染实验，我们发现新型冠状病毒（SARS-COV-2）在人类细胞中有效增殖，类似于季节性冠状病毒（HCOV-OC43和229E），而仅SARS-COV-2仅诱导晚期感染的IFN产生。当引入了来自病毒感染细胞的纯化RNA分数时，只有从SARS-COV-2感染的细胞得出的小RNA馏分显示出IFN诱导性，因此尝试将RNA试图识别该RNA。通过构建一种有效解码小病毒RNA（SVRNA）的RNA-seq方法，发现与HCOV不同，SARS-COV-2会产生大量病毒基因组RNA的5'-End SVRNA。 5'末端SVRNA通过RNA二级结构的存在刺激了RNA二磷酸和末端63个碱基。使用人类气道重建模型的体内感染实验表明，与OC43不同，SARS-COV-2在晚期感染中积累了5'末端SVRNA，引起了IFN反应。 SARS-COV-2突变体之间的5'端SVRNA产生也存在差异，这与临床报道的病毒致病性差异一致。进行了一个实验互补实验，以评估5'端SVRNA是否在病毒复制中起作用。结果，即使细胞中5'端SVRNA的量增加了100倍以上，SARS-COV-2 RNA复制的量也不会更改。这表明5'端SVRNA没有作用来调节病毒复制本身，并积聚为异常RNA复制的副产品。