Advances in Microbiology 微生物前沿, 2019, 8(1), 15-21
Published Online March 2019 in Hans. http://www.hanspub.org/journal/amb https://doi.org/10.12677/amb.2019.81003
Advances in Research on MicroRNAs
Regulating Host Antiviral Innate Immunity
Tingting Han, Le Guo, Yuanying Shen
College of Basic Medicine, Dali University, Dali Yunnan
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Received: Feb. 14, 2019; accepted: Feb. 28, 2019; published: Mar. 8, 2019
Abstract
MicroRNA (miRNA) is a kind of non-coding RNA with length of 19 - 24 nucleotides, which regulates the physiological processes of cells. Virus infection can induce the expression of some miRNAs in host cells. These miRNAs are involved in regulating the antiviral natural immune response of the host in turn, thereby enhancing the host's antiviral ability. Deeply exploring the natural immune process of host antiviral mediated by miRNAs has far-reaching significance for elucidating the pa-thogenesis of viruses and formulating new gene therapy strategies.
Keywords
MicroRNA, Antivirus, Natural Immunity, Gene Regulation
MicroRNAs调控宿主抗病毒天然免疫的 研究进展
韩婷婷，郭 乐，申元英
大理大学基础医学院，云南 大理
收稿日期：2019年2月14日；录用日期：2019年2月28日；发布日期：2019年3月8日
摘 要
MicroRNA (miRNA)是一类长度为19~24个核苷酸的非编码RNA，参与调控细胞的各生理过程。病毒感染宿主后能够诱导细胞内某些miRNAs的表达，这些miRNAs又反过来参与调控宿主的抗病毒天然免疫应答，进而增强宿主抗病毒能力。深入探究miRNAs介导的宿主抗病毒天然免疫过程，对于阐明病毒的致
文章引用: 韩婷婷, 郭乐, 申元英. MicroRNAs调控宿主抗病毒天然免疫的研究进展[J]. 微生物前沿, 2019, 8(1): 15-21. DOI: 10.12677/amb.2019.81003
韩婷婷 等
病机理和制定新的基因治疗策略具有深远的意义。
关键词
MicroRNA，抗病毒，天然免疫，基因调控
Copyright ? 2019 by authors and Hans Publishers Inc.
This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Open Access 1. 前言
病毒感染被视为现代人类健康的主要威胁，是当今社会突出的公共卫生问题。当病毒感染宿主细胞后，宿主会通过多种机制诱导免疫系统激活，其中天然免疫是宿主抗病毒的第一道防线，在抗病毒的过程中起到至关重要的作用。天然免疫系统通过细胞上的各种模式识别受体(pattern recognition receptors, PRRs)来识别病原体相关的模式分子(pathogen-associated molecular pattern, PAMP)，触发信号分子，活化下游信号通路，促进炎性细胞因子和I/III型干扰素(Type I/III interferon, IFN-I/III)的产生[1] [2]，干扰病毒复制，诱导细胞RNA降解，最终导致感染细胞的凋亡[3]。
MicroRNA (miRNA)是一类长度为19~24个核苷酸的非编码RNA，不参与编码蛋白质，而是通过基因转录后调控细胞的各生理过程。病毒感染宿主细胞后，可通过多种方式使宿主细胞免疫相关的miRNA表达谱发生变化，这些miRNA参与调控宿主的抗病毒天然免疫应答，进而增强宿主抗病毒能力。另外，有部分病毒也可以自身编码miRNA，对机体免疫应答和调控造成影响，并进而帮助病毒免疫逃逸或保护受感染细胞免于凋亡。本文就miRNAs调控宿主抗病毒天然免疫的机制及研究进展进行综述，为认识和开发新的抗病毒治疗方案提供新的研究方向和理论依据。
2. miRNA的形成及作用机制
MicroRNA (miRNA)是一类长度为19~24个核苷酸的非编码RNA，广泛存在于动植物细胞中，不参与编码蛋白质，而是通过基因转录后调控细胞的各生理过程，包括细胞的增殖、分化、凋亡和病毒感染等[4] [5] [6] [7]。miRNA最早是由LeeRC等在1993年在秀丽隐杆线虫体内发现的，其编码22 nt的RNA片段可以靶向lin-14和lin-28基因，调控其表达[8]。到目前为比，已有数以千计的miRNAs在动植物细胞中被发现，研究推测人类30%编码蛋白的基因也受到这些小的非编码RNA的调控[9]。
miRNA的典型生物形成过程是细胞核内生物基因组由RNA聚合酶II (RNA-pol II)转录生成miRNA的初级前体(primary-miRNA, pri-miRNA)。该初级前体由微处理器(核酸酶Drosha及其辅助因子DGCR8)在核内加工后产生发夹结构前体(pre-miRNA)。该发夹结构前体由运输蛋白5 (Exportin-5)转运出细胞核[10] [11]。在细胞质中，pre-miRNA被内切酶Dicer加工成成熟的miRNA双链体，大小约为21~23 nt。其中一条链装配核糖核蛋白(ribonucleo protein, RNP)形成RNA诱导沉默复合物(RNA induced silencing com-plex, RISC)。该复合物可通过miRNA种子区域与靶mRNA结合靶向介导转录后基因调控，另一条miRNA链则发生降解[12] [13]。miRNA的调控作用取决于miRNA与靶基因序列的互补程度，若miRNA与靶基因完全互补配对，则mRNA被降解；若miRNA与靶基因部分互补，则miRNA会抑制mRNA的翻译。研究发现，植物的miRNA多与mRNA完全互补造成其降解，动物的miRNA多与mRNA部分互补抑制其翻译[14]。
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3. 宿主抗病毒天然免疫
天然免疫也叫先天免疫或固有免疫，是机体抵御病原体入侵的第一道防线。病毒感染宿主细胞后，天然免疫被激活，天然免疫细胞上的模式识别受体(pattern recognition receptors, PRRs)识别病原微生物上相对保守的相关分子模式(pathogen-associated molecular patterns, PAMPs)。宿主细胞的模式识别受体，Toll样受体(Toll-like receptors, TLRs)、维甲酸诱导基因工受体(RIG-I-like receptors, RLRs)以及胞浆DNA受体(cytoplasmic DNA sensors)等识别病毒相关的核酸成分。这些模式识别受体会通过TRIF、MAVS或STING等关键的接头蛋白来活化TBK1，从而激活转录因子IRF3来诱导I/III型干扰素的表达[15] [16] [17]。干扰素在宿主细胞抗病毒天然中发挥重要的作用，但干扰素本身并不具有杀伤或者抑制病毒复制的功能，而是通过与细胞表面的相应受体结合，激活下游的JAK/STAT1信号通路，从而诱导多种干扰素诱导基因表达，诱导细胞产生抗病毒蛋白，在病毒复制的不同阶段发挥抗病毒天然免疫作用[18] [19]。
4. miRNA调控宿主抗病毒天然免疫应答
病毒感染宿主细胞后，引起宿主细胞内miRNA表达变化，部分miRNA参与调控宿主抗病毒天然免疫应答，增强宿主抗病毒能力。随着对miRNA的深入研究，宿主细胞内miRNA调控天然免疫应答的机制也有了更深入的认识。宿主细胞内miRNA主要是从以下三个方面参与调控宿主抗病毒天然免疫应答，靶向调控细胞受体、靶向调控细胞信号通路以及靶向调控与病毒复制有关的细胞因子(见图1)。
注：DENV (登革热病毒)；EV71 (肠道病毒EV71)；HCV (丙型肝炎病毒)；HIV-1 (人类免疫缺陷病毒)；JEV (日本脑炎病毒)；Poliovirus (脊髓灰质炎病毒)；PRRSV (猪繁殖和呼吸障碍综合症病毒)；WNV (西尼罗河病毒)。
Figure 1. The innate immune mechanism of microRNAs regulating host antiviral immunity 图1. miRNA调控宿主抗病毒天然免疫机制
4.1. miRNA靶向调控细胞受体
病毒侵染宿主细胞的第一步是通过表达病毒受体进入特定细胞，miRNA通过调控宿主细胞受体的表达，可以抑制病毒的侵染。Lodge等[20]发现人类免疫缺陷病毒(HIV-1)受体CD4蛋白受miR-221和miR-222的调控。在研究中发现，这两种miRNA在未被感染的巨噬细胞中高表达，而在已经被感染的巨
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