HSV-1诱导宿主miR-433的功能与机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81672040
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H2105.疱疹病毒与感染
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Following primary infection, Herpes Simplex Virus type I (HSV-1) establishes life long latent infections in peripheral nervous system (PNS) sensory neurons, and its reactivation leads to recurring cold sores, genital Herpes, Herpes Simplex Keratitis and, in rare but often fatal cases, Herpes Simplex Encephalitis. In latent infected human Trigeminal Ganglia, CD4+CD8+ lymphocytes are detected, but they were unable to clear the infected neurons, indicating effective evasion from host immune surveillance. To determine the mechanism by which HSV-1 employs to hide from host immunity, we did ChIP-seq and RNA-seq analyses of HSV-1 infected transcriptome and epigenome, and discovered an increase of RNA Pol II binding to, and elevated expression of host miR433. miR433 is one of the cellular micro RNA targeting the MHC I class molecule MICB (MHC class I related molecule B), an activating ligand for Natural Killer (NK) cell surface receptor NKG2D. Its purpose is to attenuate the level of MICB, so that normal cells would not be accidentally targeted by NK cells. In viral infected cells, cancer cells and cells with extensive DNA damage, MICB level goes up, making these cells visible to NK cells for elimination. We hypothesize that HSV-1 up regulates miR433 to counteract this process in order to hide from host native immunity. To test his hypothesis, we plan to 1) determine the mechanism by which HSV-1 activates miR433 through the identification of viral factors responsible for miR433 activation, and determine the cis regulatory element responsible for miR433 activation by HSV-1 infection via ChIP-seq analyses of key chromatin marks associated with gene enhancers such as H3K27AC, H3K4me3; 2) using HSV-1 infection and transfected viral factors to functionally confirm that the up regulation indeed lead to reduced recognition by NK cells; 3) Making mutant virus lacking the ability to induce miR433, and to study the effect of the mutation in mouse and tree shrew latency models to test whether the ability to establish latency or the ability to reactivate are affected in the mutant virus. This study, if funded, would reveal a key mechanism on how HSV-1 and other viruses in the Herpes family successfully establish latent infections and mount recurring reactivation, and provided important new therapeutic targets for clinical intervention.
单纯疱疹病毒Ⅰ型(HSV-1)能在外周神经系统(PNS)终生潜伏,其周期性重激活引发疱疹和角膜炎,甚至病毒性脑炎,但CD4+、CD8+T细胞不能清除被感染细胞。我们用ChIP-seq和RNA-seq发现病毒感染后宿主miR433转录增加。miR433抑制NK细胞表面受体NKG2D的配体MICB表达,病毒感染的细胞上调MICB而被NK细胞杀伤,我们推测HSV-1诱导宿主miR-433是为了逃避该反应。为验证假说,我们计划筛选诱导miR-433转录的病毒因子并找到miR-433的顺式作用元件,揭示HSV-1激活miR433转录的机制;用HSV-1感染及转染病毒蛋白等方式验证病毒免疫逃避机制;制备无法激活miR-433转录的缺陷病毒,并在小鼠和树鼩模型上检测潜伏和重激活能力的变化。这个项目将揭示HSV-1,甚至疱疹病毒属潜伏感染和重激活的一个关键机制,并为临床干预和治疗疱疹病毒性疾病提供新靶点。

结项摘要

MicroRNAs是重要的,调节多项生物进程。在分析单纯疱疹病毒(HSV-1)感染的人类原代上皮细胞中,我们发现miR-433和miR-182显著上调。因miR-182上调幅度大,可重复性强,我们聚焦其调节机制和功能研究上。我们发现HSV-1在体外感染的极早期即激活了高水平的miR-182转录,且UV灭活的病毒和早期的环己酰亚胺(Cycloheximide)抑制蛋白质合成等处理,均阻断了HSV-1对miR-182的诱导效应。因此,我们筛选了HSV-1的极早期蛋白,发现体外过表达ICP0足够诱导miR-182表达到野生型病毒感染的水平,且ICP0缺失的毒株无法激活miR-182转录,这些证明ICP0是诱导miR-182的关键病毒因子。通过miR-seq和mRNA-seq联合分析,我们筛选到多个miR-182潜在的靶基因,其中P53凋亡通路的关键分子,TP53INP1,在HSV-1感染后被下调了70%。我们通过过表达miR-182以及HSV-1感染后施加miR-182拮抗剂的方法,证明了HSV-1可以通过上调miR-182抑制TP53INP1的表达。进一步,我们通过诱发DNA损伤激活细胞凋亡,发现过表达miR-182可以有效阻碍凋亡进程,说明HSV-1可以通过miR-182逃逸细胞凋亡的监视。重要的是,在人类的潜伏感染的三叉神经节中,我们也检测到了病毒基因ICP0和高度上调的miR-182,提示病毒很可能是通过表达ICP0来抑制神经元凋亡进而维持感染的神经元的长期存活。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Cohesin promotes HSV-1 lytic transcription by facilitating the binding of RNA Pol II on viral genes.
Cohesin 通过促进 RNA Pol II 与病毒基因的结合来促进 HSV-1 裂解转录
  • DOI:
    10.1186/s12985-021-01495-2
  • 发表时间:
    2021-01-23
  • 期刊:
    Virology journal
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Li X;Yu Y;Lang F;Chen G;Wang E;Li L;Li Z;Yang L;Cao X;Fraser NW;Zhou J
  • 通讯作者:
    Zhou J
Longitudinal transcriptomic characterization of viral genes in HSV-1 infected tree shrew trigeminal ganglia
HSV-1感染树鼩三叉神经节病毒基因的纵向转录组特征
  • DOI:
    10.1186/s12985-020-01344-8
  • 发表时间:
    2020-07-08
  • 期刊:
    VIROLOGY JOURNAL
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Wang, Erlin;Ye, Yunshuang;Zhou, Jumin
  • 通讯作者:
    Zhou, Jumin
Transcriptome evidence reveals enhanced autophagy-lysosomal function in centenarians.
转录组证据显示百岁老人的自噬溶酶体功能增强
  • DOI:
    10.1101/gr.220780.117
  • 发表时间:
    2018-11
  • 期刊:
    Genome research
  • 影响因子:
    7
  • 作者:
    Xiao FH;Chen XQ;Yu Q;Ye Y;Liu YW;Yan D;Yang LQ;Chen G;Lin R;Yang L;Liao X;Zhang W;Zhang W;Tang NL;Wang XF;Zhou J;Cai WW;He YH;Kong QP
  • 通讯作者:
    Kong QP
CTCF prevents genomic instability by promoting homologous recombination-directed DNA double-strand break repair
CTCF 通过促进同源重组引导的 DNA 双链断裂修复来防止基因组不稳定
  • DOI:
    10.1073/pnas.1704076114
  • 发表时间:
    2017-10-10
  • 期刊:
    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
  • 影响因子:
    11.1
  • 作者:
    Lang, Fengchao;Li, Xin;Zhou, Jumin
  • 通讯作者:
    Zhou, Jumin
HSV-1 infection and pathogenesis in the tree shrew eye following corneal inoculation
树鼩眼角膜接种后HSV-1感染及发病机制
  • DOI:
    10.1007/s13365-020-00837-0
  • 发表时间:
    2020-06-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF NEUROVIROLOGY
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Li, Lihong;Li, Yan;Zhou, Jumin
  • 通讯作者:
    Zhou, Jumin

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其他文献

BALB/ c小鼠在HSV-1不同条件感染下的临床与病理及病原差异分析
  • DOI:
    10.3760/cma.j.issn.0254-5101.2017.03.007
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中华微生物学和免疫学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    汤贝贝;张小龙;何玉凤;段永忠;王丽春;徐兴丽;胡雅洁;周巨民;李琦涵
  • 通讯作者:
    李琦涵
BALB/c小鼠作为单纯疱疹病毒1型感染模型的免疫学分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    微生物与感染
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张小龙;汤贝贝;何玉凤;段永忠;王丽春;张志晓;周巨民;李琦涵
  • 通讯作者:
    李琦涵

其他文献

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周巨民的其他基金

在树鼩模型中研究单纯疱疹病毒潜伏感染和重激活的机制
  • 批准号:
    U2202215
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    239.00 万元
  • 项目类别:
    联合基金项目
CTCF在I型单纯疱疹病毒裂解感染中作用机制研究
  • 批准号:
    81471966
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    90.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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