MiR-H3調控HIV-1病毒複製的機制研究

《MiR-H3調控HIV-1病毒複製的機制研究》是依託中山大學，由張意軍擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：MiR-H3調控HIV-1病毒複製的機制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：張意軍
• 依託單位：中山大學

中文摘要

HIV-1病毒的複製調控與愛滋病病程發展密切相關，現已發表的結果表明宿主的微小RNA(miRNA)參與了這一調控過程，但尚無HIV-1自身編碼的miRNA調控病毒複製的報導。本項目前期工作鑑定了一個新的HIV-1病毒編碼的miRNA-miR-H3。突變該miRNA後，野生型HIV-1病毒的複製能力顯著下降，表明其能夠增強HIV-1病毒複製。MiR-H3在細胞核中有明顯富集，並通過靶向病毒啟動子增強病毒基因表達，表明其調控機制與傳統miRNA在細胞質中抑制基因翻譯不同。本項目將繼續研究miR-H3調控病毒複製的分子機理，鑑定其調控靶點，檢測該miRNA是否通過調節啟動子相關的非編碼RNA或啟動子表觀遺傳學修飾來影響病毒轉錄；以及AGO蛋白等是否參與這一過程。本研究將揭示病毒miRNA調控自我複製的新策略，並闡明其在轉錄水平上調控病毒轉錄的新機制，為愛滋病的防控及臨床治療提供參考。

結題摘要

由於HIV-1病毒編碼的微小RNA(miRNA) 在宿主細胞中的豐度較低，學術界對HIV-1是否編碼miRNA及其調控功能一直存在爭議。本項目通過結合計算機預測及深度測序的方法，鑑定了一個新的HIV-1編碼的miRNA, miR-H3。對該miRNA進行無義突變後，野生型HIV-1NL4-3病毒株複製能力受到顯著影響，表明該miRNA對於病毒複製具有重要作用。miR-H3作用於HIV-1 5’ LTR 增強病毒基因轉錄。miR-H3與HIV-1 5’ LTR核心啟動子TATA box通過序列特異性的相互作用增強病毒轉錄活性。激活潛伏感染的HIV-1對於治癒愛滋病(AIDS)具有重要意義，根據以上研究結果合成的靶向HIV-1 TATA box的小RNA能夠激活接受HAART治療病人CD4+T細胞中HIV-1的複製，提供了一種特異性激活HIV-1 潛伏感染的新方法。上述結果發表在病毒學專業期刊《Retrovirology》(IF:4.8)。 由於miR-H3靶向細胞核中整合到染色體上的HIV-1 5’ LTR，靶位點數量非常少，故miR-H3不需要高豐度即可行使調控功能。因此本項目的發現解決了關於HIV-1編碼miRNA及其功能的爭論。 本項目進一步探討這一調控方式是否存在於細胞內的miRNA及其調控機制。RNA-ChIP實驗表明人類PBMC細胞中許多miRNA與RNA聚合酶PolII及TBP蛋白結合，表明miRNA可能參與轉錄起始過程的調控。其中let-7i結合白介素2(IL-2)基因啟動子TATA box，上調IL-2基因轉錄和蛋白表達。其調控作用通過增強IL-2轉錄起始複合體的組裝實現。同時HIV-1感染人類CD4+T細胞會抑制let-7i/IL-2通路，引起IL-2表達下調並而導致CD4+ T細胞死亡。這一發現揭示了HIV-1感染導致CD4+ T細胞減少的新通路。上述結果發表在《RNA》(IF:4.6)及《Scientific Reports》(IF:5.2)。 在此基礎上，我們發展並最佳化了一種利用靶向基因TATA box的小RNA來上調基因表達的方法，發表在《PloS ONE》(IF:3.5)。