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非编码RNA在肠道病毒71诱导的神经系统并发症中的作用

期刊:Frontiers in Cellular and Infection MicrobiologyDOI:10.3389/fcimb.2022.873304

这篇文章是类型b,以下是根据上述文档内容生成的学术报告:


作者和背景信息

本文的主题为非编码RNA(non-coding RNA, ncRNA)在与肠道病毒71型(Enterovirus 71, EV71)相关的神经系统病变中的作用,是一篇综述文章。论文发表在《Frontiers in Cellular and Infection Microbiology》期刊的“Virus and Host”专题栏目中,主要作者包括Feixiang Yang、Ning Zhang、Yuxin Chen等人,分别来自安徽医科大学基础医学院、第一附属医院泌尿外科以及安徽省泌尿系统疾病重点实验室等研究机构。文章于2022年4月25日正式发布。


文章主题与背景

本文重点探讨非编码RNA在EV71病毒引起的中枢神经系统(CNS)神经病变中的角色。EV71是导致手足口病(Hand, Foot, and Mouth Disease, HFMD)的主要病原体。尽管大多数患者症状轻微并自限,但少数婴幼儿和免疫功能低下的个体可能会进展为无菌性脑膜炎、急性迟缓性麻痹或神经源性肺水肿等严重神经系统并发症。目前针对EV71引起的神经系统疾病尚无特定的治疗方法,而相关致病机制也未完全阐明。

非编码RNA是近年来研究热点,它们不编码蛋白质,但在生物过程和疾病发展中发挥重要作用。文章系统总结了非编码RNA在EV71感染宿主过程中对神经系统病变的影响,并探讨其病理机制及其在诊断和治疗中的潜在价值。


主要观点与关键内容

1. 非编码RNA的基本分类及其功能

  • 非编码RNA(ncRNA)可以分为小非编码RNA(short ncRNA,长度小于200个核苷酸)和长非编码RNA(long ncRNA,长度大于200个核苷酸)。

    • 小非编码RNA主要包括microRNA(miRNA)、短干扰RNA(siRNA)和PIWI交互RNA(piRNA)。其中,miRNA通过与转录后的mRNA结合来抑制基因表达。
    • 长非编码RNA(lncRNA)则通过染色体重塑、转录及后转录调控基因表达,在调节生物过程和感染防御中发挥重要作用。
  • 在EV71感染中,ncRNA通过直接或间接调控病毒复制及宿主生理过程,对病毒的致病性发挥关键影响。


2. miRNA在EV71中枢神经感染中的作用

(1)miRNA及EV71的神经向性
- EV71通过清道夫受体B类成员2(SCARB2)介导感染,此受体在多种组织(如神经元、肝细胞、肾小管上皮等)中高度表达;miR-127-5p通过靶向SCARB2的mRNA,减少其在细胞表面的表达,从而降低细胞对病毒的易感性。
- 其他miRNA如miR-202-3p、miR-19a-5p和miR-1262也被证明可抑制SCARB2的表达,从而影响病毒的细胞和组织选择性分布(tropism)。

(2)miRNA影响EV71跨越血脑屏障(BBB)的机制
- 孔隙连接蛋白(如claudin-5)及血脑屏障受体(如vimentin)在EV71跨越血脑屏障过程中起关键作用。实验发现,miR-2911和miR-23b通过调控病毒衣壳蛋白VP1的表达,可间接改变这些蛋白的表达,从而影响病毒侵入CNS的能力。
- miRNA如miR-3473a还被证明能够调节神经元轴突中的信号通路,进一步促进病毒的逆行轴突运输,这为病毒侵袭中枢神经提供了新的研究视角。


3. miRNA和lncRNA在神经系统损伤中的作用

(1)对直接病毒复制机制的调控
- 多种miRNA被证明可以直接与EV71基因组中的编码区结合,从而抑制病毒基因表达。例如,miR-296-5p和miR-2911通过结合VP1和VP3的编码序列显著减少病毒复制。
- lncRNA-AK097647能通过减少干扰素λ1的分泌,并增强NF-κB信号通路的磷酸化,推动病毒复制。

(2)在宿主凋亡中的重要作用
- miRNA通过调控细胞周期蛋白(如CCND1)的表达影响宿主细胞的凋亡过程。例如,miR-16-5p通过抑制CCND1的表达加速病毒感染细胞的凋亡。
- 另有lncRNA被发现参与调控凋亡通路,如lncRNA-IRAK3-3通过捕获miR-891b上调宿主促凋亡基因GADD45B的表达,从而促进细胞凋亡。


4. 非编码RNA在免疫和炎症反应中的调控作用

(1)对先天免疫的影响
- miRNA通过调控关键受体及信号分子(如MyD88、IRAK1及CYLD)影响Toll样受体通路的激活,进而改变宿主干扰素及细胞因子的表达水平。例如,miR-21氨基酸序列绑定MyD88可降低I型干扰素产生,促进病毒感染。

(2)在促炎和抗炎因子表达调控中的作用
- miR-124和let-7c-5p通过上调IL-6等促炎性因子的表达,进一步加重炎症反应;而miR-9-5p可通过NF-κB通路下调IL-6和TNF-α,从而发挥抗炎作用。


5. 临床应用的潜力

(1)在诊断中的作用
- ncRNA可作为区分EV71和CV-A16(另一个引起HFMD的主要病毒种类)的生物标志物。例如,血清miR-494和唾液hsa-miR-221在HFMD患者中呈显著性差异表达,为病原体鉴别提供了重要依据。
- 此外,特定ncRNA的动态变化(如miR-671-5p和miR-876-5p)还可用于评估疾病的严重程度,提示ncRNA在HFMD早期诊断中的广阔应用前景。

(2)在治疗中的潜力
- 通过设计miRNA模拟物(mimics)或反义寡核苷酸(ASOs),可以加强或抑制特定miRNA的功能。未来,针对ncRNA的治疗策略可能成为控制EV71感染和神经系统损伤的重要工具。


总结与价值

本文通过综述现有文献,全面阐明了ncRNA在EV71感染及其相关的神经病变中的双重作用—既能调控病毒的生命周期,也能影响宿主免疫和炎症反应。这些发现不仅为HFMD的诊断和分型提供了新思路,还为开发基于ncRNA的抗病毒治疗策略奠定了理论基础。特别是miRNA的广泛调控功能和lncRNA的特定组织分布特性,表现出其在临床诊断和精准治疗领域的巨大潜力。未来的研究应该进一步挖掘lncRNA在EV71感染中的功能,以便更全面地揭示病毒宿主相互作用的复杂机制并用以服务临床实践。

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