宿主miR-138通过靶向病毒ICP0和宿主基因促进HSV潜伏的作用及机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81671993
  • 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

Herpes simplex virus-1 and -2 (HSV-1 and HSV-2) can undergo latent infection in sensory neurons, from which the viruses can reactivate and cause disease. Latency is the key reason why HSV infections have yet to be cured. Recent studies have suggested that some host miRNAs can promote latency for some viruses, yet little is known about how host miRNAs affect HSV latency. Our previous research suggests that the neuron-specific host miRNA, miR-138, suppresses HSV-1 replication and gene expression, both by directly targeting the mRNA for the viral protein ICP0, and most likely by also targeting host mRNAs, leading to our hypothesis that these are mechanisms conserved between HSV-1 and HSV-2 that promote viral latency. The first aim of this project is to investigate the effects of miR-138 on HSV-1 and HSV-2 replication and gene expression in neuronal cultures. In the second aim, we plan to construct sensory neuron specific miR-138 knock-out mice as well as a recombinant HSV-1 that expresses either miR-138 or its antisense sequences. By comparing these mice and viruses with the corresponding control groups in a mouse model of latent infection, we will investigate the effects of miR-138 on levels of HSV-1 or HSV-2 replication and gene expression in mouse trigeminal ganglia, as well as on mouse immune responses and symptoms. In the third aim, we plan to identify the unknown host targets of miR-138 using PAR-CLIP and RNAseq techniques, followed by investigation of the molecular mechanisms by which miR-138 promotes HSV-1 and HSV-2 latency independently of ICP0. The results of this project should elucidate the role miR-138 plays in HSV latency, and might provide ideas on how to treat or even cure HSV latent infections.
单纯疱疹病毒(HSV)I和II型可潜伏于感觉神经元并从中激活引发疾病。潜伏是HSV无法治愈的关键。近年报道显示宿主miRNA可促使一些病毒潜伏,但人们对其如何影响HSV潜伏所知甚少。我们前期研究提示神经特异性宿主miR-138通过靶向病毒ICP0基因和未知宿主基因两种方式下调HSV复制或基因表达,故推测与其潜伏机制有关。本项目首先用培养细胞确定神经元中miR-138对病毒复制和基因表达的影响。然后构建miR-138敲除小鼠和表达及抑制miR-138的重组病毒,创建敲除、过表达和抑制miR-138三种情况下的小鼠潜伏感染模型,检测病毒复制和基因表达水平,观测小鼠免疫指标和症状,并与对照组比较。最后用PAR-CLIP和RNAseq技术识别miR-138的未知宿主靶基因,进而揭示其独立于ICP0促进潜伏的分子机制。结果将明确miR-138促进HSV潜伏的作用及机制,为治疗HSV潜伏感染提供思路。

结项摘要

本项目旨在明确宿主神经特异性miR-138促进单纯疱疹病毒(HSV)潜伏的作用与机制,从而探索HSV潜伏于神经元的原因。研究内容包括在已知miR-138靶向HSV-1 ICP0的基础上,找出miR-138的其他靶基因,并解析miR-138调控HSV潜伏的分子机制。我们将RNA测序(RNA-seq)、光活性核苷增强型交联与免疫沉淀(PAR-CLIP)和小干扰RNA(siRNA)三种高通量技术相结合,识别出宿主Oct-1和Foxc1 mRNA为miR-138的靶标,并发现其基因产物对HSV-1在神经细胞中复制非常重要。Oct-1是已知的可以促进HSV转录的宿主因子。我们发现在神经细胞系、原代神经元和小鼠中,Foxc1均可以显著促进HSV-1复制和基因表达,而且其作用与ICP0的作用有一定互补效应。这些结果提示miR-138通过调控病毒ICP0基因和宿主Oct-1和Foxc1基因等多种通路联合帮助HSV-1在神经元中潜伏。基于这些结果的论文刚发表于Nature Microbiology。在研究HSV-1的同时,我们研究了上述作用在HSV-2感染中的保守性和差异性,发现miR-138对ICP0的作用在HSV-2感染中是保守的,但ICP0非依赖性机制有所不同,如Foxc1对HSV-2的作用相对较弱,但miR-138又可通过靶向HSV-2的UL20抑制病毒复制。这部分研究也基本完成,预计2021年上半年投稿(拟投mBio)。在完成上述主要目标的过程中,我们也用该项目中建立的技术探讨了与病毒潜伏机制相关的一些问题,相关的一篇论文于2019年发表在mBio,另2篇目前在投于Virology和Journl of Virology杂志中,还有三篇中文综述发表在核心中文期刊。综上所述,我们实现了预期目标,研究结果对理解HSV潜伏感染机制有重要意义。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Herpes Simplex Virus 1 Lytic Infection Blocks MicroRNA (miRNA) Biogenesis at the Stage of Nuclear Export of Pre-miRNAs
单纯疱疹病毒 1 裂解感染在 Pre-miRNA 的核输出阶段阻断 MicroRNA (miRNA) 的生物发生
  • DOI:
    10.1128/mbio.02856-18
  • 发表时间:
    2019-02
  • 期刊:
    mBio
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Pan Dongli;Li Gang;Morris Love Jenna;Qi Shuyuan;Feng Lei;Mertens Max E;Jurak Igor;Knipe David M;Coen Donald M
  • 通讯作者:
    Coen Donald M
单纯疱疹病毒潜伏和激活机制研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    浙江大学学报(医学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙博强;王琼艳;潘冬立
  • 通讯作者:
    潘冬立
单纯疱疹病毒脑炎发病机制研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    病毒学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王琼艳;潘冬立
  • 通讯作者:
    潘冬立
疱疹病毒编码的miRNA与病毒潜伏
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国细胞生物学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨雪伟;潘冬立
  • 通讯作者:
    潘冬立

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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

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          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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