miRNA 調控PRRSV 復制的研究進展

曹 輝

（沈陽工學院生命工程學院，沈陽 撫順 113122）

豬繁殖與呼吸綜合征（PRRS）又稱“藍耳病”，是一種危害大、難以控制的豬高度接觸傳染性疾病，主要是由豬繁殖與呼吸綜合征病毒（PRRSV）感染造成。主要臨床表現為母豬繁殖障礙（晚期流產、早產、死胎、弱胎、木乃伊胎）、仔豬呼吸障礙、非特異性淋巴單核性和間質性肺炎甚至死亡等［1-4］。由于PRRSV 的變異性很高，在疫苗和藥物的研究方面比較困難。

小RNA 又稱為microRNA（miRNA），是一類內源性非編碼RNA 分子，長度約為22 個堿基，且保守性很高。它可以與靶mRNA 進行互補或者部分互補，使mRNA 降解或導致其翻譯受抑制，作為重要的轉錄后的調節因子用于調控基因的表達［5］。研究表明，miRNA 能影響病毒的復制，主要是miRNA 可靶向病毒基因組或調控宿主抗病毒反應。學者通過探索與PRRSV 相關的microRNA 來揭示其致病機制，以此來取得更新、更好治療PRRS 的策略［6-10］。對有關miRNA 調控PRRSV 作用的研究進行闡述，為PRRSV 的防控研究提供科學指導，對制定合理的免疫程序以及開發PRRSV 疫苗具有重要意義。

1 miRNA 的調控作用

研究表明，宿主細胞編碼的miRNA 在各種免疫細胞的產生、增殖、發育以及免疫應答過程中發揮著重要的調控作用。在T 細胞增殖過程中，miR-142-3p 可以與跨膜蛋白GARP（Glycoprotein A repetitions predominant）的3'端高度保守的miRNA 結合區域結合，通過調節GARP 的表達來控制CD4+T 細胞的增殖［11］。在B 細胞的發育和凋亡過程中，miR-34a 和miR-17-92 簇可以分別通過下調轉錄因子Foxp1 和促凋亡蛋白Bim，抑制B 祖細胞向前體B 細胞發育［12］。同時，宿主細胞編碼的miRNA 還能通過干擾病毒復制因子，調控病毒復制及染毒細胞凋亡來影響病毒增殖。如miR-340-5p 可以影響HBV 的復制［13］，miR-325-3p 能 抑 制HBV 的 復 制［14］，miR-211-5p 能夠促進HBV 的復制［15］；miR-34a 能抑制AIV 病毒的復制［16］，而miR-29c 在AIV 的誘導下能夠促進細胞凋亡過程［17］。gga-miR-445-5p、miR-375 能夠抑制NDV 的復制［18，19］。隨著miRNA 的病毒調控作用方面研究的深入，尤其是在豬病毒疾病的研究中，與PRRSV 相關的miRNA 也陸續被挖掘，PRRSV 作為單股正鏈RNA 病毒，其基因組含有較長的非編碼區，可以為microRNAs 發揮作用提供眾多靶點。不同的miRNA 可以通過不同的機制來調節PRRSV 入侵宿主的生物學過程［20］。

2 miRNA 對PRRSV 復制的調節

2.1 miRNA-4262 對PRRSV 復制的調控

CD163 是PRRSV 入侵宿主細胞的關鍵受體。吳俊靜等［21］通過篩選和鑒定來獲得能夠調控CD163基因進行翻譯表達的miRNA，并以此為基礎找到能很好抑制PRRSV 復制的miRNA。在此基礎上，通過試驗進一步在細胞水平證實了miRNA-181c、miRNA-23b、miRNA-4262 能對PRRSV 的復制產生抑制效應，其中miRNA-4262 的抑制效果最好。研究還發現，miRNA-4262 也可調控CD169基因。CD163和CD169這2 個基因可能同時受miRNA-4262 靶向調控，從而提高了抑制PRRSV 復制的能力。

2.2 mir-3215和mir-let-7g對PRRSV復制的調控

為探討mir-3215 和mir-let-7g 和PRRSV 的 關系，鐘瑤［22］成功篩選到mir-3215 和mir-let-7g 靶向基因組保守區域位，設計特異性引物，選取不同的時間點，用qPCR 的方法檢測經PRRSV 刺激后的Marc-145細胞，觀察對miRNA表達的影響。結果表明，在感染早期，mir-3215 和mir-let-7g 表達受到抑制，但隨著時間延長，抑制情況減弱，36 h 左右mir-let-7g 先恢復到正常水平，而mir-3215 表達量要稍高一些，可能的原因是細胞內mir-3215 表達代償性強。

2.3 let-7f-5p 對PRRSV 復制的調控

Reinhart 等［23］在秀麗隱桿線蟲里發現了let-7，它是一種能夠調節lin-41基因mRNA 表達的microRNA。此外，在果蠅和人類等有機體內也證實存在let-7。研究表明，let-7 家族成員在對抗病原微生物的感染過程中起著重要作用。李娜［24］通過不同的引物設計、生物信息學軟件預測等方法，發現let-7f-5p 能夠和MYH9 3’UTR 的miRNA 特異性結合，發揮對MYH9 轉錄后的調控作用，let-7f-5p 在PAMs被PRRSV 感染后表達水平有所下降，但是它的靶基因MYH9的表達水平有上升的趨勢。此外，在PAMs中進行了let-7f-5p 模擬物的轉染試驗，將轉染終濃度設置為20、50、100 nmol/L，當轉染100 nmol/L let-7f-5p 模擬物時，將其與對照組相比發現，細胞培養上清液中PRRSV 的病毒基因組拷貝數降低了83%，PRRSV ORF7 mRNA 降低了80%，抑制了MYH9 的表達，表明let-7f-5p 呈濃度梯度依賴性抑制PRRSV在PAMs中的復制。

2.4 miR-130b 對PRRSV 復制的調控

miR-130a、miR-130b、miR-301a、miR-301b 和miR-454 是miR-130 家族的5 個成員。李麗薇［25］在MARC-145 細胞上轉染miR-130 家族模擬體，結果顯示miR-130 可以抑制病毒復制。其中抑制作用最強的是miR-130b。以miR-130b 作為主要的研究對象，通過間接免疫熒光試驗驗證miR-130b 對PRRSV N 蛋白的影響，結果表明N 蛋白表達被miR-130b 所抑制。隨著miR-130b 轉染劑量的增加，其對PRRSV 抑制作用越明顯。

2.5 miR-10a-5p 對PRRSV 復制的調控

使用不同PRRSV 毒株感染宿主靶細胞PAMs，采用qRT-PCR 方法對PAM 中mir-10a-5p 水平進行定量檢測，驗證了宿主靶細胞PAMs 中miR-10a-5p表達上調可通過不同PRRSV 毒株感染來進行誘導；將前后轉染的miR-10a-5p mimics 用不同毒力的PRRSVs 進行感染，結果顯示這2 種情況下過表達miR-10a-5p 均可抑制不同毒力PRRSVs 的復制，且效果顯著；此外，還對特異性表達SRP14 的腺病載體進行了構建，研究SRP14 對PRRSV 復制的影響，結果表明，為控制對PRRSV 的復制以及SRP14 的翻譯，可以使miR-10a-5p 與相應的靶細胞結合，以此來識別SRP14，可有效抑制其表達，但會使PRRSV感染加速，導致SRP14 的表達能力降低，從而控制PRRSV 在PAMs的產生［26，27］。

2.6 miR-373和miR-24-3p對PRRSV復制的調控

miRNA 會對PRRSV 的復制起到促進作用。陳靜［28］運用過表達miR-373 的模擬物（miR-373 mimic）或抑制miR-373 表達的抑制劑（miR-373 inhibitor）轉 染MARC-145 細胞 來檢 測PRRSV 的增 殖情況，結果發現PRRSV 滴度可以通過miR-373 模擬物來提高，細胞內外的PRRSV RNA 和N 蛋白的表達水平上調；相反，PRRSV 滴度可以通過miR-373 抑制劑來降低，細胞內外PRRSV 的RNA 和N 蛋白的表達水平下調。這表明，PRRSV 在MARC-145 細胞和PAMs 中的復制可以通過miR-373 來促進。研究還發現，用抑制Sp1 表達和過表達Sp1 的質粒先轉染MARC-145 細胞，再進行感染PRRSV，說明通過抑制Sp1 也能抑制PRRSV 的RNA 水平，降低PRRSV滴度和下調PRRSV N 蛋白的表達水平，而過表達Sp1 則起到相反的作用。這表明Sp1 可以促進PRRSV 復制。此外，用MARC-145 細胞共同轉染Sp1-Flag、miR-373 inhibitor 或形成各自對應的對照，轉染后通過檢測PRRSV 增殖情況，結果表明Sp1促進PRRSV 復制依賴于miR-373 的表達。

Xiao 等［29］研究PRRSV 感染仔豬肺組織的轉錄組變化時發現，PRRSV 感染后血紅素加氧酶1 基因（heme oxygenase 1，HO-1）顯著下調表達，與體外研究結果一致［30］。王雪［31］通過生物信息學軟件預測并 驗 證 出miR-24-3p 是HO-1 的 靶miRNA，用PRRSV 感染MARC-145 細胞發現，miR-24-3p 的表達量顯著升高；在MARC-145 細胞中過表達miR-24-3p 發 現，HO-1 的表 達量 下 降而PRRSV 的 感染量上升，這說明HO-1 的表達受miR-24-3p 調控，且miR-24-3p 和HO-1 的關系呈負相關。

3 小結

在病毒與宿主的對抗中，細胞運用多重障礙以及自身的免疫防御來阻止病毒的入侵，但在長期進化過程中，病毒為了能順利進入細胞，完成復制增殖和傳播一系列過程［32-34］，采取各種策略來建立有利于感染的環境。miRNA 既可以靶向作用病毒入侵的細胞關鍵因子［35，36］，也可以直接作用于病毒基因組，其在病毒與宿主的互作中扮演著重要的角色［37，38］。隨著miRNA 研究的不斷深入，宿主miRNA 如何調控PRRSV 的復制也將更清晰，PRRSV 疫苗的成功開發也將指日可待。