RNA m6A修饰在病毒和病毒感染中的研究方案(下)
今天为大家介绍俄亥俄州立大学的Li Jianrong团队和芝加哥大学何川团队在2019、2020年相继发表的两篇文章，文章研究思路基本一致，都是针对病毒RNA上m6A修饰机对病毒生命周期的影响和对病毒逃避宿主免疫应答的研究，同时发现m6A缺陷型病毒株的毒力减弱，但免疫原性依然不变，可作为未来疫苗研制的候选。接下来就让我们一起梳理下研究思路，以2020年最新发表的文献为例。
背 景
人类偏肺病毒（HMPV）是副黏液病毒科下的一种单链核糖核酸病毒，于2001年在荷兰被首度发现。病毒主要令儿童受急性呼吸道感染，病征包括发烧、咳嗽、气促及呼吸困难等。抵抗力弱的成年人也有机会受感染。
先天性免疫系统保证了人类面对病毒感染能第一时间做出反应，并且正确区分自身核酸与非自身核酸，并对非自身核酸及时发生免疫反应。病毒RNA在细胞质中复制，会涉及到RIG-I和MDA5。宿主一旦识别到病毒，细胞内信号立即被激活，刺激了Ⅰ型干扰素和许多炎症因子、细胞因子的表达，以建立一个抗病毒的状态。IFN-α和IFN-β是先天性免疫反应的特征分子标志物，被感染的细胞分泌，以限制病毒的复制、扩散和适应免疫调节。
RNA转录后修饰对于宿主细胞区分自身和非自身核酸是非常重要的分子标记。通常自身mRNA在5'端有帽子结构，同时在鸟嘌呤（G）N7 和 ribose-2′-O位置发生甲基化，就不会被RIG-I和MDA5识别发现。然而，当mRNA缺失该结构（甲基化），免疫系统就会识别到非自身的RNA。病毒很聪明，为了避免被干掉，进化出RNA甲基化修饰，以避免被免疫系统发现干掉。
摘 要
作者使用人类偏肺病毒（HMPV）作为模型，证明m6A修饰可作为病毒RNA上的分子标记物来躲避宿主对非自身RNA的先天性免疫识别。HMPV RNA m6A修饰促进了HMPV的复制和基因表达。通过同义突变或去甲基化酶构建m6A缺陷型重组HMPV病毒（m6A-deficient rHMPV），发现诱导了宿主Ⅰ型干扰素的分泌增加，并发现这取决于细胞质中的传感器RIG-I。m6A-deficient rHMPV在棉鼠体内实验表明干扰素分泌增加，毒性减弱，但保留了高免疫原性。
总结两点发现：1. 作者发现病毒模仿宿主细胞mRNA上的甲基化修饰，以躲避免先天性免疫的检测；2. m6A修饰可以作为减毒HMPV的靶标，用于疫苗研发。
研 究 思 路
研究结果：
作者对病毒RNA 基因组上m6A修饰对病毒感染能力和与宿主互作过程进行探索。通过构建rHMPV、m6A-deficient rHMPV病毒和病毒RNA分别感染和转染宿主细胞来探索宿主免疫应答过程中起关键作用的介质。文中病毒基因组m6A检测方法不同于上篇软文病毒RNA m6A的检测方法，上篇是提取病毒感染宿主后的total RNA，再分别和各自的参考基因组比对。这里作者是使用了超微量MeRIP-seq试剂盒（只需1-5ug），直接对病毒RNA建库测序，再比对分析。
其实在2019年何川和Li Jianrong就发表了文章“m6A修饰促进了人类呼吸道合胞病毒（RSV）的复制和致病能力”，研究思路与上篇基本一致，但研究对象换了另一种病毒RSV。
背 景
人类呼吸道合胞病毒（RSV）是肺炎科病毒的成员之一。RSV是婴儿，幼儿和免疫功能低下者上呼吸道和下呼吸道感染的最重要原因，并且仅次于老年人的流感病毒。 据估计，在全球范围内，RSV导致5岁以下儿童中的340万人住院，并有66,000至199,000人死亡。尽管付出了巨大的努力，但尚无用于RSV的疫苗或抗病毒药物。
摘 要
文章发现RSV基因组上发生了m6A甲基化，这些位点可正向调节HeLa和A549细胞中RSV的复制，基因表达和病毒产生。通过对m6A位点进行点突变构建m6A缺陷型rgRSV，发现rgRSV在A549细胞的复制，基因表达，扩散和病毒成熟等方面都明显减少。棉鼠体内实验显示m6A 突变型rgRSV感染棉鼠后，上呼吸道和下呼吸道中病毒复制减少，且肺部病变较轻。同时发现m6A突变型rgRSV在棉鼠体内实现显示毒力减弱明显，但仍保留了野生型毒株的免疫原水平，说明m6A修饰缺陷型的病毒可用于为未来疫苗研制候选。
至此RNA m6A修饰在病毒和病毒感染中的研究方案已结束，希望可以为各位老师的研究提供一点灵感和素材。如需要原文，您可扫描下方二维码或点击左下角阅读原文。
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