新型长链非编码RNA DFRV在甲型流感病毒感染中的双重功能

A novel lncRNA DFRV plays a dual function in influenza A virus infection.

作者信息Keyu Wang, Meiliang Gong, Sumin Zhao, Chengcai Lai, Lingna Zhao, Sijie Cheng, Min Xia, Yuru Li, Kun Wang, Heqiang Sun, Pingjun Zhu, Yu Zhou, Qiangguo Ao, Xinli Deng
PMID37303776
发布时间2023-05-25
DOI10.3389/fmicb.2023.1171423

实验完整度

研究包含细胞模型(A549、THP-1)、分子实验(RACE、过表达/敲低)和信号通路验证(Western blot),但缺乏动物模型和患者验证,实验层级相对单一。

主要模型

A549细胞 THP-1细胞

重点核对

细胞系:A549和THP-1 感染病毒:IAV BJ501 (H1N1) 感染剂量和时间:MOI=1,24小时 DFRV过表达:pcDNA3.1(+)质粒转染14小时后感染

摘要

长链非编码RNA(lncRNAs)与多种生物活动(包括免疫反应)相关。然而,lncRNAs在抗病毒先天免疫反应中的功能尚未完全了解。在此,我们鉴定了一种新型lncRNA,命名为双重功能调节流感病毒(DFRV),其在甲型流感病毒(IAV)感染期间以剂量和时间依赖性方式升高,这依赖于NFκB信号通路。同时,DFRV在IAV感染后被剪接成两种转录本,其中DFRV-long抑制病毒复制,而DFRV-short则发挥相反作用。此外,DFRV通过激活包括NFκB、STAT3、PI3K、AKT、ERK1/2和p38在内的多种促炎信号级联来调节IL-1β和TNF-α。除此之外,DFRV-short可以以剂量依赖性方式抑制DFRV-long的表达。总的来说,我们的研究表明DFRV可能作为潜在的dual-regulator在IAV感染中维持先天免疫稳态。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
新型lncRNA DFRV在甲型流感病毒感染中的功能及其调节先天免疫反应的机制是什么?
核心机制
DFRV在IAV感染后上调并依赖NFκB信号通路,剪接为长、短两种转录本,其中DFRV-long通过激活NFκB、STAT3、PI3K-AKT、ERK1/2和p38等促炎信号通路促进IL-1β和TNF-α表达,从而抑制病毒复制;DFRV-short则抑制DFRV-long表达,减少炎性因子,促进病毒复制。
主要证据
在A549和THP-1细胞中,DFRV表达在IAV感染后呈剂量和时间依赖性升高;DFRV-long过表达降低病毒滴度并上调IL-1β和TNF-α,而DFRV-short过表达则相反;Western blot显示DFRV-long激活促炎信号通路磷酸化。
研究意义
DFRV可能作为潜在的双重调节因子维持IAV感染中的先天免疫稳态,为理解lncRNA在抗病毒免疫和炎症调控中的作用提供新见解。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

筛选和鉴定DFRV

鉴定在IAV感染中差异表达的lncRNA

利用RNA-seq数据(GSE108807)筛选30个lncRNA,并通过qRT-PCR验证其在A549细胞中的表达,确定XLOC_010049(DFRV)为研究对象。

2

DFRV表达特征分析

验证DFRV在IAV感染中的表达模式及其调控机制

检测DFRV在不同病毒、不同感染剂量、不同时间下的表达,以及NFκB抑制剂对DFRV表达的影响。

3

DFRV转录本克隆与结构分析

确定DFRV的转录本结构、定位和编码潜力

通过RACE鉴定DFRV的两种转录本(long和short),利用亚细胞分离和RNA-FISH检测其核定位,并用生物信息学软件预测二级结构。

4

DFRV-long功能验证

评估DFRV-long对病毒复制和细胞因子的影响

在A549细胞中过表达DFRV-long,检测病毒滴度、细胞活力和细胞因子表达。

5

DFRV-short功能验证

评估DFRV-short对病毒复制和细胞因子的影响

在A549细胞中过表达DFRV-short,检测病毒滴度、细胞活力和细胞因子表达。

6

DFRV敲低实验

验证DFRV内源表达对病毒复制和细胞因子的影响

设计并转染DFRV特异性ASO,敲低DFRV表达,检测相关表型。

7

DFRV-short对DFRV-long的调控

探究DFRV-short对DFRV-long表达的调控作用

在A549细胞中共转染DFRV-short和DFRV-long,或不同剂量的DFRV-short,检测DFRV-long的表达。

8

信号通路机制验证

探究DFRV调节IL-1β和TNF-α的潜在信号通路

通过Western blot检测DFRV-long、short和ASO转染细胞中NFκB、STAT3、PI3K、AKT、ERK1/2和p38的磷酸化水平。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证样本或模型特征
验证细胞功能变化
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基Gibco--
RPMI-1640培养基Gibco--
TRIzol试剂Invitrogen--
PrimeScript RT预混液Takara--
TB Green预混Ex Taq IITakara--
ABI 7500 PCR系统Applied Biosystems--
jetPRIME转染试剂Polyplus--
PARIS蛋白和RNA分离试剂盒Invitrogen--
SMARTer RACE cDNA扩增试剂盒Clontech--
人预包被IL-1β ELISA试剂盒Dakewe1110122
人预包被TNF-α ELISA试剂盒Dakewe1117202
人IFN-α ELISA试剂盒Dakewe1110012
人IFN-β ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-H0085c
RIPA裂解液Solarbio--
蛋白酶和磷酸酶抑制剂混合物Thermo Fisher--
硝酸纤维素滤膜Roche--
脱脂牛奶Becton Dickinson--
自动化学发光成像系统Tanon--
DNA探针组Biosearch Technologies--
FV1000共聚焦激光显微镜Olympus--
氟达拉滨TargetMolT1038
SCH772984TargetMolT6066
MCC950TargetMolT3701
磷酸芦可替尼TargetMolT3043
SB203580TargetMolT1764
硫酸羟氯喹TargetMolT0951
SP600125TargetMolT3109
PDTCSELLECKS3633

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养
A549和THP-1细胞的培养基和培养条件
阅读提示:见Materials and methods中的Cell culture
病毒感染
病毒株(BJ501)和感染复数(MOI=1)及感染时间(24小时)
阅读提示:见Results中Figure 1和相关图注
DFRV过表达
质粒转染时间(14小时)和剂量
阅读提示:见Materials and methods中的Plasmid construction and transfection
DFRV敲低
ASO序列和转染条件
阅读提示:见Materials and methods中的Plasmid construction and transfection及相关图注
细胞因子检测
ELISA试剂盒型号和检测时间点
阅读提示:见Materials and methods中的ELISA和相关图注
信号通路分析
抗体信息和抑制剂的浓度、预处理时间
阅读提示:见Materials and methods中的Reagents and antibodies和Results中Figure 6