今天為大家介紹俄亥俄州立大學(xué)的 Li Jianrong 團(tuán)隊(duì)和芝加哥大學(xué)何川團(tuán)隊(duì)在 2019、2020 年相繼發(fā)表的兩篇文章，文章研究思路基本一致，都是針對病毒 RNA 上 m6A 修飾機(jī)對病毒生命周期的影響和對病毒逃避宿主免疫應(yīng)答的研究，同時(shí)發(fā)現(xiàn) m6A 缺陷型病毒株的毒力減弱，但免疫原性依然不變，可作為未來疫苗研制的候選。接下來就讓我們一起梳理下研究思路，以 2020 年 發(fā)表的文獻(xiàn)為例。
背景：
人類偏肺病毒（HMPV） 是副黏液病毒科下的一種單鏈核糖核酸病毒，于 2001 年在荷蘭被首度發(fā)現(xiàn)。病毒主要令兒童受急性呼吸道感染，病征包括發(fā)燒、咳嗽、氣促及呼吸困難等。抵抗力弱的成年人也有機(jī)會(huì)受感染。
先天性免疫系統(tǒng)保證了人類面對病毒感染能快速做出反應(yīng)，并且正確區(qū)分自身核酸與非自身核酸，并對非自身核酸及時(shí)發(fā)生免疫反應(yīng)。病毒 RNA 在細(xì)胞質(zhì)中復(fù)制，會(huì)涉及到 RIG- I 和 MDA5。宿主一旦識(shí)別到病毒，細(xì)胞內(nèi)信號(hào)立即被激活，刺激了Ⅰ型干擾素和許多炎癥因子、細(xì)胞因子的表達(dá)，以建立一個(gè)抗病毒的狀態(tài)。IFN- α 和 IFN- β 是先天性免疫反應(yīng)的特征分子標(biāo)志物，被感染的細(xì)胞分泌，以限制病毒的復(fù)制、擴(kuò)散和適應(yīng)免疫調(diào)節(jié)。
RNA 轉(zhuǎn)錄后修飾對于宿主細(xì)胞區(qū)分自身和非自身核酸是非常重要的分子標(biāo)記。通常自身 mRNA 在 5' 端有帽子結(jié)構(gòu)，同時(shí)在鳥嘌呤（G）N7 和 ribose-2′- O 位置發(fā)生甲基化，就不會(huì)被 RIG- I 和 MDA5 識(shí)別發(fā)現(xiàn)。 然而，當(dāng) mRNA 缺失該結(jié)構(gòu)（甲基化），免疫系統(tǒng)就會(huì)識(shí)別到非自身的 RNA。病毒很聰明，為了避免被干掉，進(jìn)化出 RNA 甲基化修飾，以避免被免疫系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)干掉。
摘要：
作者使用人類偏肺病毒（HMPV）作為模型，證明 m6A 修飾可作為病毒 RNA 上的分子標(biāo)記物來躲避宿主對非自身 RNA 的先天性免疫識(shí)別。HMPV RNA m6A 修飾促進(jìn)了 HMPV 的復(fù)制和基因表達(dá)。通過同義突變或去甲基化酶構(gòu)建 m6A 缺陷型重組 HMPV 病毒（m6A-deficient rHMPV），發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)了宿主Ⅰ型干擾素的分泌增加，并發(fā)現(xiàn)這取決于細(xì)胞質(zhì)中的傳感器 RIG-I。m6A-deficient rHMPV 在棉鼠體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明干擾素分泌增加，毒性減弱，但保留了高免疫原性。
總結(jié)兩點(diǎn)發(fā)現(xiàn)：
1. 作者發(fā)現(xiàn)病毒模仿宿主細(xì)胞 mRNA 上的甲基化修飾，以躲避免先天性免疫的檢測；
2. m6A 修飾可以作為減毒 HMPV 的靶標(biāo)，用于疫苗研發(fā)。
研究結(jié)果：
作者對病毒 RNA 基因組上 m6A 修飾對病毒感染能力和與宿主互作過程進(jìn)行探索。通過構(gòu)建 rHMPV、m6A-deficient rHMPV 病毒和病毒 RNA 分別感染和轉(zhuǎn)染宿主細(xì)胞來探索宿主免疫應(yīng)答過程中起關(guān)鍵作用的介質(zhì)。 文中病毒基因組 m6A 檢測方法不同于 上篇軟文 病毒 RNA m6A 的檢測方法，上篇是提取病毒感染宿主后的 total RNA，再分別和各自的參考基因組比對。這里作者是使用了超微量 MeRIP-seq 試劑盒（只需 1 -5ug），直接對病毒 RNA 建庫測序，再比對分析。
其實(shí)在 2019 年何川和 Li Jianrong 就發(fā)表了文章“m6A 修飾促進(jìn)了人類呼吸道合胞病毒（RSV）的復(fù)制和致病能力”，研究思路與上篇基本一致，但研究對象換了另一種病毒 RSV。
背景：
人類呼吸道合胞病毒（RSV）是肺炎科病毒的成員之一。RSV 是嬰兒，幼兒和免疫功能低下者上呼吸道和下呼吸道感染的重要原因，并且僅次于老年人的流感病毒。 據(jù)估計(jì)，在全球范圍內(nèi)，RSV 導(dǎo)致 5 歲以下兒童中的 340 萬人住院，并有 66,000 至 199,000 人死亡。盡管付出了巨大的努力，但尚無用于 RSV 的疫苗或抗病毒藥物。
摘要：
文章發(fā)現(xiàn) RSV 基因組上發(fā)生了 m6A 甲基化，這些位點(diǎn)可正向調(diào)節(jié) HeLa 和 A549 細(xì)胞中 RSV 的復(fù)制，基因表達(dá)和病毒產(chǎn)生。通過對 m6A 位點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)突變構(gòu)建 m6A 缺陷型 rgRSV，發(fā)現(xiàn) rgRSV 在 A549 細(xì)胞的復(fù)制，基因表達(dá)，擴(kuò)散和病毒成熟等方面都明顯減少。棉鼠體內(nèi)實(shí)驗(yàn)顯示 m6A 突變型 rgRSV 感染棉鼠后，上呼吸道和下呼吸道中病毒復(fù)制減少，且肺部病變較輕。同時(shí)發(fā)現(xiàn) m6A 突變型 rgRSV 在棉鼠體內(nèi)實(shí)現(xiàn)顯示毒力減弱明顯，但仍保留了野生型毒株的免疫原水平，說明 m6A 修飾缺陷型的病毒可用于為未來疫苗研制候選。
至此 RNA m6A 修飾在病毒和病毒感染中的研究方案已結(jié)束，希望可以為各位老師的研究提供一點(diǎn)靈感和素材。
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上篇回顧：《m6A 修飾在病毒和病毒感染中的研究方案（上）》
