肠道病毒71型与柯萨奇病毒A组16型感染引发的microRNA差异性在两者诱发的差异性致病机制中的研究

发布时间：2018-01-28 17:51

  本文关键词： 肠道 病毒 柯萨 感染 引发 microRNA 差异性 两者 诱发 致病 机制 中的 研究　出处：《北京协和医学院》2017年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：手足口病(hand foot and mouth disease,HFMD)是一种危及5岁以下儿童健康的常见传染病。肠道病毒71型(Enterovirus 71,EV71)与柯萨奇病毒A组16型(Coxsackievirus A16,CA16)是引发HFMD的主要病原体,尽管两者同属于小RNA病毒科肠道属病毒属成员,但由两者所诱发的HFMD相关的临床症状却有显著性地差异。微小核糖核酸(microRNA,miRNA)是一类长度约为22个核苷酸的非编码小片段RNA,它可与靶基因的3'-非翻译区相互作用后而调控靶基因的表达,并广泛参与到机体的各个生理和病理过程。目前研究表明,miRNA在病毒感染性疾病的致病过程中也具有十分重要的作用。因此,本研究拟通过 miRNA 高通量测序(High-throughput sequencing,HTS)技术探讨由 EV71与CA16感染引发的差异性miRNA在两者诱发的差异性致病机制中的研究,并对差异性的原因进行深入的剖析,以期为EV71与CA16感染导致的差异性临床症状及病理形成机制提供新的线索。在本研究中,EV71与CA16感染人类支气管上皮细胞(human bronchial epithelial cells,16HBE)后经 miRNA HTS 分析发现,共有 201 个 miRNA 在表达上呈现出两倍差异性,其中,有65个miRNA(包括58种已知和7种新型miRNA)在EV71和CA16感染中呈现相反的表达趋势,对这些miRNA进行靶基因预测后的GO与Pathway分析中表明,18个生物过程(Biological processes,BP),7个分子功能(Molecular functions,MF),1 个细胞组分(Cellular component,CC)和123个Pathway被富集,且在这些Pathway中,钙粘蛋白信号通路,Wnt信号通路和血管生成信号通路的改变尤为明显;在构建的四个miRNA的调节网络中可见miRNA在EV71与CA16感染阶段发挥着复杂的调节机制,尤其是在细胞黏附方面,因此,这些结果表明,EV71和CA16感染诱发的差异性miRNA参与了细胞黏附的调控,这一变化可能与两者在感染初期突破气道上皮屏障功能相关。随后,我们对EV71与CA16感染在16HBE上差异性进行了比较,结果发现,与EV71感染相比,CA16感染可导致更快速的病毒增殖效率,更严重的细胞间通透性的破坏及更多的细胞凋亡现象,且与黏附、I-IFN产生及趋化因子产生相关的分子的表达在CA16感染中也明显地降低;随后,我们通过生物信息学分析找到miR-4516可能在EV71与CA16感染过程中造成的差异性细胞黏附改变有重要的作用,且Nectin1也被证实是miR-4516的靶基因;IF与WB的结果显示,在 EV71 感染的细胞中,Nectin1、Claudin4、E-cadherin 和 ZO-1 在 16HBE细胞中的定位及蛋白质表达的改变并不明显,而在CA16感染的细胞中,上述蛋白在16HBE细胞中的定位及蛋白质表达呈现显著性地降低,但在预先给予miR-4516过表达质粒的EV71感染细胞中,上述蛋白在16HBE细胞中的定位及蛋白质表达呈现显著性地降低,而预先给予miR-4516敲除质粒的CA16感染细胞中,上述蛋白在16HBE细胞中的定位及蛋白质表达呈现明显地回升现象。这些结果表明,由miR-4516介导的差异性呼吸道上皮屏障损伤可能是导致EV71和CA16感染不同结局的开始。继而,我们对EV71与CA16感染恒河猴PBMC后也进行了 miRNA HTS分析,结果发现,共有119个miRNA在表达上呈现出经两倍差异性,其中,仅有32个已知miRNA在EV71和CA16感染中呈现相反的表达趋势,对这些miRNA的靶向基因进行GO与Pathway的分析中表明,有14个BP,10个MF,8个CC和104个Pathway被富集;在构建的四个miRNA的调节网络中可见miRNA在EV71与CA16感染阶段显示出复杂的调节机制,尤其是在免疫反应方面。这些结果说明,在EV71与CA16感染过程中诱发的差异性miRNA可能通过调控机体的免疫反应而直接参与到差异性临床免疫症状的形成。最后,我们对EV71与CA16感染恒河猴CD1c+树突状细胞(Dendritic cells,DCs)后的免疫反应进行了比较,结果发现,EV71感染CD1c+DC后I-IFN产生显著性下降,病毒载量、病毒滴度与病毒感染量上升,Th2与Tfh相关的转录因子及细胞因子表达显著性上升;而CA16感染CD1c+DC后I-IFN产生显著性上升,病毒载量、病毒滴度与病毒感染量下降,Th1与Treg相关的转录因子及细胞因子表达显著性上升。这些结果说明,EV71与CA16感染恒河猴CD1c+DC后可能会造成固有免疫反应与适应性免疫反应显著性地差异,这些差异可能与两者诱发的差异性临床症状及病理形成相关。因此,上述结果说明,由EV71与CA16感染引发的差异性miRNA在两者诱发的差异性致病机制中可能发挥着重要的作用。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：北京协和医学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R373

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本文编号：1471153