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丙型肝炎病毒(hepatitis C virus,HCV)感染为全球流行性疾病,严重威胁人类生命健康。目前HCV感染所致的慢性肝脏疾病已成为重要的健康问题,据世界卫生组织(WHO)统计,全球范围内HCV感染者约1.7亿,每年的新生病例至少为300~400万。此外,在HCV的急性感染期人群中,大于80%的急性感染患者因无法完全清除体内病毒而进入慢性感染期,并随后导致更加严重的并发症以及大面积的肝脏损伤,如诱发肝硬化和肝细胞癌。目前抗HCV药物价格昂贵并存在副作用,至今尚无有效的疫苗。微小RNA(microRNA,miRNA)是一类小的、内生性的、非编码RNA,能够靶向人类将近60%的mRNA,发挥广泛的生物学作用,被认为是疾病疗领域的“新靶标”。 已有大量研究发现,HCV感染能够改变宿主细胞的miRNA表达谱,这些miRNA与HCV的生命周期密切相关。我们前期研究首次发现,miR-141在HCV感染者的外周血中表达较健康人群明显降低。但miR-141在HCV感染中的作用及其机制缺乏全面而深入的研究。本研究旨在鉴定miR-141在HCV感染中的生物学作用及机制,为深入了解HCV的致病机制,发现新的HCV治疗靶标和提高疗效打下基础。在实验室前期研究的基础上,我们将进一步运用高表达miR-141细胞系模型,揭示miR-141在HCV感染过程中的作用及具体机制。本研究包括以下内容: 目的:实验室前期研究发现,体外高表达miR-141能够抑制HCV感染的Huh7细胞培养上清中病毒的滴度,同时上调干扰素β(IFN-β)的表达,但具体机制尚不明确。HCV的整个生命周期均和脂代谢密切相关,我们的研究发现miR-141能够抑制由于HCV感染所致的宿主细胞内的脂质累积,因此,本研究旨在通过体外实验研究,进一步探讨miR-141对HCV感染所诱导的脂质累积的影响及机制。 方法: 1.收集HCV阳性病人外周血标本以及健康人血标本各52例,定量PCR(qRT-PCR)检测血浆中miR-141的表达情况; 2. Western Blot检测HCV蛋白core、NS5A的表达; 3.油红O染色检测高表达miR-141及对照细胞系中感染HCV前后脂滴水平; 4.定量PCR和 Western Blot检测脂代谢中重要分子,包括固醇调节元件结合蛋白(Sterol Regulatory Element Binding Protein,SREBP-1,SREBP-2),脂肪酸合成酶(Fatty Acid Synthase,FASN)、3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶((3-hydroxy-3-methyl-glutaryl-CoA Reductase,HMGCR)、低密度脂蛋白受体(Low-Density Lipoprotein Receptor,LDLR)等的表达情况; 5. Western Blot检测同IFN激活密切相关的c-Jun氨基末端激酶通路(JNK Pathway)中的分子,丝裂原活化蛋白激酶激酶4(Mitogen Activated Protein Kinase Kinase,MAP2K4)、丝裂原活化蛋白激酶激酶激酶激酶4(Mitogen Activated Protein Kinase Kinase Kinase Kinase,MAP4K4)以及c-Jun蛋白水平的表达;检测IFN-β下游IFN刺激因子(IFN stimulate gene,ISGs),包括参与脂代谢的ISG胆固醇-25-羟化酶(Cholesterol25-Hydroxylase,CH25H)的mRNA及蛋白表达水平; 6.用CH25H代谢产物25HC处理Huh7细胞系,比较HCV的感染情况及细胞中脂滴含量。 结果:与健康人血清标本相比,HCV阳性患者的血浆标本中miR-141呈显著低表达。利用慢病毒构建的稳定高表达miR-141的Huh7细胞系中,高表达miR-141后显著抑制HCV core和NS5A的表达,并且能够抑制由于病毒感染所致的细胞内脂滴的累积;我们检测了脂质代谢中相关分子的表达,发现高表达miR-141能够显著抑制SREBP-1的蛋白表达水平和SREBP-1、SREBP-2、HMGCR、FASN、LDLR的mRNA水平。我们通过查阅相关文献发现干扰素刺激因子CH25H能够催化胆固醇为可溶性的25HC,25HC通过抑制脂质代谢从而抑制多种有包膜病毒的进入过程。通过检测 IFN通路中相关分子发现,miR-141能够显著上调JNK通路中重要的激酶MAP2K4和MAP4K4的表达及其下游c-Jun的磷酸化水平,进而增强了IFN-β启动子的活性,干扰素途径下游的ISG56、ISG15和CH25H表达均升高。用CH25H的代谢产物25HC处理细胞后显示出了抗病毒效应并逆转了HCV感染诱导的脂质累积,同miR-141发挥相似的作用。 结论:HCV感染后患者血浆中miR-141呈低表达,而体外高表达miR-141能够抑制HCV的core和NS5A的表达,这提示,miR-141在HCV的生命周期中发挥重要的作用,而HCV对miR-141表达的抑制作用可能是其维持自身生命周期的机制之一。HCV的整个生命周期均和脂质代谢密切相关,HCV感染常常诱导肝脏中脂质累积从而导致肝脂肪变性。我们的研究发现,体外高表达miR-141能够抑制由于HCV感染所诱导的细胞内脂质累积。通过一系列的实验我们发现,miR-141能够通过JNK通路激活IFN-β及其下游ISGs的表达,其中的一种ISG为CH25H,它能够将胆固醇修饰成为可溶性的25HC,从而抑制细胞中脂质合成和某些病毒的感染。这提示miR-141可能通过IFN通路诱导产生抗病毒细胞因子CH25H及其代谢产物25HC,从而抑制HCV感染所致的细胞内脂质累积,进而抑制HCV生命周期的各个步骤。体外干预25HC实验发现,25HC能够抑制HCV的感染和HCV所诱导的细胞内脂质累积,这与我们的预期相符。但miR-141在HCV感染过程中的具体作用机制还需进一步研究。