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基于RNA-seq分析戊型肝炎病毒感染HepG2細(xì)胞后的差異表達(dá)基因

2020-12-07 01:45唐媚娜肖衛(wèi)紅饒亞華胡志敏
中國人獸共患病學(xué)報(bào) 2020年10期
關(guān)鍵詞:干擾素肝炎抗病毒

唐媚娜,何 偉,肖衛(wèi)紅,熊 銀,饒亞華,胡志敏

戊型肝炎病毒(Hepatitis E virus, HEV)是引起戊型肝炎(Hepatitis E,HE)的病原體,經(jīng)糞-口途徑傳播。在發(fā)展中國家,戊型肝炎是一個(gè)重要的公共衛(wèi)生問題,我國是HEV的流行區(qū)。HEV是單股正鏈RNA病毒,呈球形、直徑27~34 nm,無包膜,核衣殼呈二十面體立體對稱?;蚪M長約7.2 kb,3′端有poly A尾,有3個(gè)開放閱讀讀框(Open Reading Frame, ORF)。HE是一種自限性傳染病,主要導(dǎo)致隱性感染及急性肝炎,一般不發(fā)展為慢性肝炎。戊型肝炎在15~39歲的青年和成人高發(fā),孕婦罹患率高,且病情嚴(yán)重,在妊娠的后3個(gè)月發(fā)生感染病死率可達(dá)20%[1]。有研究表明,它與器官移植患者、免疫抑制患者以及老年人的戊型肝炎慢性化有關(guān)[2-3]。

RNA-Seq,即RNA測序,又稱轉(zhuǎn)錄組測序,是最近發(fā)展起來的利用深度測序技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析的技術(shù)。通過Illumina高通量測序平臺,將RNA反轉(zhuǎn)錄為cDNA進(jìn)行測序,再通過直接比對該基因組區(qū)域的reads數(shù)來衡量其轉(zhuǎn)錄水平。近年來,隨著大規(guī)模測序技術(shù)的不斷發(fā)展,RNA-Seq技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各類研究領(lǐng)域,極大地改變了轉(zhuǎn)錄組研究的前景[4-5]。與基因芯片相比,RNA-Seq技術(shù)可定量研究RNA的表達(dá)水平,其結(jié)果更為準(zhǔn)確,且方便在實(shí)驗(yàn)結(jié)果間進(jìn)行直接比較。通過RNA-Seq技術(shù)可準(zhǔn)確測定特異基因的表達(dá)水平、差異剪接和等位基因轉(zhuǎn)錄本的特異表達(dá),來說明許多生物相關(guān)的問題[6]。目前RNA-Seq技術(shù)廣泛應(yīng)用于差異表達(dá)基因的篩選,并且可用于健康組織與疾病組織之間基因表達(dá)差異的研究[7]。

為了更好地了解感染后發(fā)生的即時(shí)變化,本研究基于RNA測序 (RNA-Seq),在基因水平上對HEV感染前后HepG2細(xì)胞的差異表達(dá)基因進(jìn)行研究,旨在篩選出與HEV感染相關(guān)的候選基因,從而為今后深人研究HEV感染相關(guān)的基因及其功能提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1病毒株與細(xì)胞 HepG2細(xì)胞株購自上海中科院細(xì)胞庫。HEV genotype-3 Kernow-C1/p6病毒株來自武漢大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)病毒研究所,滴度約為3×108pfu/mL。

1.2試劑與耗材 DMEM (Dulbecco’s Modified Eagle Medium)培養(yǎng)基、 胎牛血清(Fetal Bovine Serum)及胰蛋白酶 (Trypsin)均購自GIBCO公司(Grand Island, NY, USA);總RNA提取Trizol Regent購自Thermo公司(Waltham, MA, USA);反轉(zhuǎn)錄試劑盒PrimeScriptTMRT reagent Kit with cDNA Eraser購自Takara公司(Shiga, Japan);mRNA純化試劑盒(Dynabeads mRNA direct Purification Kit)購自Thermo公司;NanoDropND-1000分光光度計(jì)購自Thermo公司。

1.3樣品獲取、處理與測序 感染前,將HepG2細(xì)胞均勻種植于48孔板,培養(yǎng)基為含10%胎牛血清的DMEM高糖培養(yǎng)基(10% FBS/DMEM),37 ℃,5% CO2環(huán)境下培養(yǎng)。感染組4孔,對照組4孔(約 5×104cells/孔)。當(dāng)細(xì)胞匯合度達(dá)到60%~70%后,感染組接種5×103GE(genome equivalents)/細(xì)胞的HEV genotype-3 Kernow-C1/p6病毒,對照組用等量4% PEG8000處理;感染4 h后,棄去培養(yǎng)基,以1×PBS洗滌3次后,加入新鮮10% FBS/DMEM 維持培養(yǎng)24 h[1 dpi(day(s)post infection)]后,收取第1批RNA;繼續(xù)培養(yǎng)48 h(3 dpi)后,收取第2批RNA;繼續(xù)培養(yǎng)48 h(5 dpi)后,收取第3批RNA;繼續(xù)培養(yǎng)48 h(7 dpi)后,收取第4批RNA。使用分光光度計(jì)檢測RNA的OD260/OD280及濃度。將符合純度及濃度要求的15 μg RNA用干冰保存送測序。

利用第二代高通量測序技術(shù)Illumina Hiseq 2000對HEV感染前后(感染前、后各4組)的HepG2細(xì)胞RNA進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序,測序由本實(shí)驗(yàn)室自行完成。其中HEV-1、HEV-2、HEV-3、HEV-4為感染組,Mock-1、Mock-2、Mock-3、Mock-4為對照組。具體測序程序包括:提取總RNA并純化mRNA,將所得到的mRNA隨機(jī)打斷成片段,再用隨機(jī)引物和逆轉(zhuǎn)錄酶合成cDNA片段,再對cDNA片段進(jìn)行末端修復(fù),并連接測序接頭,富集純化的cDNA模板后用Agilent Technologies 2100 Bioanalyzer對文庫進(jìn)行質(zhì)檢,最后上機(jī)測序。

1.4免疫印跡和免疫熒光檢測感染細(xì)胞病毒表達(dá) 使用 2×SDS Sample buffer 裂解上述感染組及對照組(感染4 h后,棄去培養(yǎng)基,以1×PBS洗滌3次后,加入新鮮10% FBS/DMEM 維持培養(yǎng)24 h)細(xì)胞 10 min,超聲 5 s×3 次(無需 100 ℃變性)。使用 BCA 蛋白定量試劑盒進(jìn)行定量,取 20 μg 總蛋白上樣(20 μg/孔)。根據(jù)分子克隆所示方法制備 8% SDS-PAGE 分離膠,5%堆積膠,以 80 V 恒壓電泳。290 mA,轉(zhuǎn)膜 2 h,封閉液(5%脫脂牛奶/PBS)封閉 1 h。5%BSA/PBS 稀釋的 Anti-pORF2 antibody 室溫孵育 1 h(1∶5 000)。0.1% Triton X-100/PBS 洗膜10 min×2次。5% BSA/PBS 稀釋的Anti-IgG-HRP antibody室溫孵育1 h。0.1% Triton X-100/PBS 洗膜 10 min×3 次,按 ECL 說明書配制 ECL 液,孵育膜 5 min。暗室中顯影,根據(jù)發(fā)光強(qiáng)弱調(diào)節(jié)壓片時(shí)間使條帶更清晰。

將細(xì)胞種植在加有滅菌圓形蓋玻片的 24 孔板中(約 1×105cells/孔),按1.3中方法感染細(xì)胞,用 10% FBS/DMEM 培養(yǎng)于 37 ℃,5% CO2培養(yǎng)箱中。感染4 h后,棄去培養(yǎng)基,以1×PBS洗滌3次后,加入新鮮10% FBS/DMEM維持培養(yǎng)24 h后,吸去培養(yǎng)基,用4%多聚甲醛/蔗糖/PBS固定15 min,PBS洗5 min×2次,0.1% Triton X-100/PBS 透化10 min,PBS洗10 min×2次;5% BSA/PBS封閉30 min;5% BSA/PBS稀釋的Anti-pORF2 antibody室溫孵育1 h(1∶500);PBS洗5 min×5次;5% BSA/PBS 封閉20 min;5% BSA/PBS稀釋的Anti-IgG-cy2 antibody(1∶400)室溫孵育1 h;PBS洗5 min×7次;加入1 μg/mL的DAPI染核2 min;PBS洗5 min×2次;H2O洗1次。在載玻片上滴60%甘油4 μL,將蓋玻片從一側(cè)輕輕粘在載玻片上,在熒光顯微鏡上觀察pORF2的表達(dá)情況,用激光共聚焦顯微鏡掃描和照相。

1.5數(shù)據(jù)處理與分析 用FastQC分析軟件(http://www.bioinformatics.babraham.ac.uk/projects/fastqc/)對RNA-seq中測得的Raw data進(jìn)行質(zhì)量控制和過濾,并去除帶接頭、含有poly-N以及低質(zhì)量reads形成純凈序列(Clean reads);將得到的Clean Reads采用STAR軟件對RNA-seq數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(http://bioinformatics.oxfordjournals.org/content/),mapping至人的參考基因組(GRCh38.p6 assembly of the human reference from NCBI, ftp://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/genomes/all/GCF),所得的mapped Reads為有效測序量。

1.6差異表達(dá)基因篩選及基因功能和通路分析 對mapped reads進(jìn)行基因表達(dá)定量,使用HTSeq (http://www-huber.embl.de/users/anders/HTSeq/doc/count)分別對感染組樣本和對照組樣本進(jìn)行reads計(jì)數(shù)。使用DESeq2(http://genomebiology.com)對感染組和對照組進(jìn)行基因表達(dá)量比較,以差異倍數(shù)(Fold change)絕對值≥2且Padj<0.05(Padj是P值經(jīng)過多重校驗(yàn)校正后的值)為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出感染組樣本和對照組樣本的差異表達(dá)基因,并在DAVID(https://david.ncifcrf.gov/)數(shù)據(jù)庫對差異表達(dá)基因進(jìn)行GO功能富集分析通路富集分析,采用Fisher檢驗(yàn)計(jì)算每個(gè)GO的P值,篩選出差異基因富集的顯著性通路(P<0.05)。

2 結(jié) 果

2.1質(zhì)量控制和短序列比對 感染組細(xì)胞成功感染HEV genotype-3 Kernow-C1/p6病毒(圖1)。

A為HEV感染組和對照組細(xì)胞免疫熒光,感染組成功感染病毒;B為感染組細(xì)胞感染后,1~7 d內(nèi)的HEV病毒載量;C為 Western Blot檢測細(xì)胞內(nèi)病毒pORF2表達(dá)情況。

從質(zhì)控結(jié)果可知,8個(gè)樣本測序結(jié)果均合格,可用于后續(xù)生物信息學(xué)分析。應(yīng)用STAR軟件對預(yù)處理后的reads進(jìn)行Genome mapping,將所得到的reads與人的參考基因進(jìn)行比對(表1)。

表1 感染組與對照組測序reads比對

對mapped reads進(jìn)行基因表達(dá)定量,使用HTSeq分別對實(shí)驗(yàn)樣本和對照樣本進(jìn)行reads計(jì)數(shù),制作密度散點(diǎn)圖R-I (Ratio-intensity,圖2A),顯示HEV感染組和對照組基因表達(dá)水平。

2.2差異表達(dá)基因篩選 由主成分分析圖(Principal Component Analysis,PCA,圖2B)可以看出,感染組和對照組在轉(zhuǎn)錄水平上具有明顯的差異。圖2C顯示,以FDR<0.1 (FDR是對P-value的校正值)且差異倍數(shù)絕對值≥2(Log2FC≥1或Log2FC≤-1)為條件進(jìn)行篩選,共得到132個(gè)差異基因,其中,上調(diào)表達(dá)基因127個(gè),下調(diào)表達(dá)基因5個(gè)。表2列出了差異倍數(shù)排名前10的基因列表。

A為密度散點(diǎn)圖,紅點(diǎn)表示HEV感染組的整體表達(dá)水平,黑點(diǎn)表示對照組的整體表達(dá)水平;B為主成分分析圖,藍(lán)點(diǎn)表示戊型肝炎感染組,紅點(diǎn)表示對照組;C為戊型肝炎病毒感染細(xì)胞與對照細(xì)胞差異基因表達(dá)的火山圖

2.3基因GO功能富集分析 如圖3A(生物學(xué)過程)和3B所示(分子功能),顯示了部分差異表達(dá)基因功能富集結(jié)果。其中,橫軸代表功能顯著性水平(Padj)的-Log10P值;縱軸代表Gene Ontology數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)GO的條目名稱。由結(jié)果可知,在對差異表達(dá)基因進(jìn)行的富集功能分類中,在生物學(xué)過程條目中排名前15位的GO分類分別為:病毒防御、I型干擾素信號通路、病毒基因組復(fù)制的負(fù)調(diào)控、抗病毒、IFN-γ介導(dǎo)的信號通路、固有免疫應(yīng)答、IFN-α應(yīng)答、I型干擾素產(chǎn)生的負(fù)調(diào)控作用、IFN-β應(yīng)答、IFN-γ應(yīng)答、免疫反應(yīng)、炎癥反應(yīng)、ISG15蛋白共軛、IFN-α的細(xì)胞應(yīng)答及病毒轉(zhuǎn)錄的負(fù)調(diào)控等;在分子倍數(shù)改變代表感染組和對照組基因表達(dá)量的差異倍數(shù),校正后P值即該基因是否為差異表達(dá)基因的概率,P<0.05表示基因表達(dá)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表2 差異倍數(shù)排名前10的基因列表

A為差異表達(dá)基因功能富集GO分析(生物學(xué)過程)結(jié)果示意圖;B為差異表達(dá)基因功能富集GO分析(分子功能)結(jié)果示意圖;C為通過DAVID 和KEGG數(shù)據(jù)庫獲取的差異表達(dá)基因的通路富集分析。

功能條目中排名前15位的GO分類分別為:雙鏈RNA結(jié)合、解旋酶活性、蛋白結(jié)合、NAD+ADP-核糖基轉(zhuǎn)移酶的活性、單鏈RNA結(jié)合、2′-5′-寡腺苷酸合成酶活性、RNA結(jié)合、GTP酶活性、鋅離子結(jié)合、泛素蛋白轉(zhuǎn)移酶活性、同一蛋白結(jié)合、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)活性、GTP結(jié)合、連接酶活性及受體結(jié)合等。

2.4信號通路分析 對差異表達(dá)基因通過DAVID及KEGG數(shù)據(jù)庫進(jìn)行信號通路分析,以更深入地了解該基因的生物學(xué)功能。基于DAVID數(shù)據(jù)庫進(jìn)行通路注釋,采用Fisher檢驗(yàn)篩選差異基因富集的顯著性通路(P<0.05)。如圖3C所示,在對差異表達(dá)基因進(jìn)行的富集功能分類中排名前10的信號通路分別為:甲型流感、單純皰疹感染、麻疹、C型肝炎、RIG-I樣受體信號、病毒致癌、乙型肝炎、Toll樣受體信號、胞質(zhì)DNA傳感和趨化因子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。

3 討 論

HEV感染會引起機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答,免疫應(yīng)答是機(jī)體的重要防御機(jī)制,也是導(dǎo)致宿主細(xì)胞損傷繼而產(chǎn)生臨床癥狀的關(guān)鍵因素。戊型病毒性肝炎的臨床表現(xiàn)從自限性急性病毒性肝炎(AVH)至急性肝功能衰竭(ALF),病理變化包括免疫細(xì)胞浸潤和肝細(xì)胞壞死、溶解。人類和動(dòng)物的研究結(jié)果均表明,HEV對肝細(xì)胞無直接病變作用,肝細(xì)胞的損害并非病毒復(fù)制所致,而是由宿主免疫反應(yīng)引起的宿主細(xì)胞損傷,病毒誘發(fā)的細(xì)胞免疫參與了戊型肝炎病毒感染的發(fā)病機(jī)制[8]。同時(shí)臨床上觀察到戊型肝炎急性期, 患者外周血單個(gè)核細(xì)胞(Peripheral Blood Mononuclear Cells, PBMCs)在受到ORF2抗原刺激時(shí)反應(yīng)增強(qiáng),CD4+T細(xì)胞數(shù)量升高,產(chǎn)生干擾素-γ (IFN-γ) 的量明顯高于對照,推斷CD4+T細(xì)胞,可能參與了戊型肝炎急性患者的肝細(xì)胞損傷;此外,臨床患者在出現(xiàn)轉(zhuǎn)氨酶升高、黃疸等癥狀時(shí),伴隨抗體上升和病毒載量下降等現(xiàn)象,也表明了肝細(xì)胞損傷與體液免疫和細(xì)胞免疫反應(yīng)有關(guān)[9]。

本實(shí)驗(yàn)通過轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù),對HEV感染前后HepG2細(xì)胞的差異表達(dá)基因進(jìn)行分析,共篩選得到差異表達(dá)的基因132個(gè),上調(diào)表達(dá)基因127個(gè),下調(diào)表達(dá)基因5個(gè)。通過差異表達(dá)基因篩選、GO功能富集分析以及KEGG通路分析,篩選出幾個(gè)與抗病毒免疫相關(guān)的基因,與對照組相比,在HEV感染組表達(dá)顯著上調(diào),這些基因可能與HEV感染相關(guān),參與了宿主抗病毒過程,可作為候選基因,作為進(jìn)一步深入研究的基礎(chǔ)。

3.1DDX58和IFIH1 (RIG-I和MDA5) DDX58基因編碼一種RNA解旋酶,與許多細(xì)胞過程有關(guān),包括RNA結(jié)合和RNA二級結(jié)構(gòu)的改變。它參與病毒雙鏈RNA的識別和免疫應(yīng)答的調(diào)節(jié),相關(guān)通路為DDX58/IFIH1 (RIG-I/MDA5)誘導(dǎo)的IFN-α和IFN-β通路。IFIH1,是DDX58的旁系同源基因,與DDX58協(xié)同作用誘導(dǎo)I型干擾素產(chǎn)生,發(fā)揮抗病毒作用。IFIH1和DDX58與中國漢族人群的慢性丙型肝炎發(fā)生相關(guān),是RNA病毒感染天然免疫應(yīng)答的重要啟動(dòng)子,可能在丙型肝炎病毒(HCV)感染結(jié)局中起重要作用[10]。結(jié)合本文的研究結(jié)果,猜測IFIH1和DDX58可能參與HEV感染過程。RIG-I樣受體(RLRs)DDX58和IFIH1是天然抗病毒反應(yīng)的關(guān)鍵因子。一旦識別出病毒RNA,它們與MAVS相互作用,可能誘導(dǎo)產(chǎn)生I型干擾素[11]。DDX58、IFIH1和IFN調(diào)節(jié)因子1(IRF1)是抗HEV的關(guān)鍵基因,DDX58的基礎(chǔ)表達(dá)可抑制HEV感染天然配體5′-三磷酸核糖核酸對RIG-I途徑的激活可能抑制戊型肝炎病毒的復(fù)制,激活DDX58可刺激細(xì)胞通過IFN誘導(dǎo)的JAK-STAT級聯(lián)信號,產(chǎn)生對HEV的天然免疫[12]。

3.2STAT1和STAT2 STAT家族成員被受體相關(guān)激酶磷酸化,形成同源或異源二聚體,轉(zhuǎn)位到細(xì)胞核,作為轉(zhuǎn)錄激活因子發(fā)揮作用。 I型干擾素(IFN-α和IFN-β)與細(xì)胞表面受體結(jié)合后,通過蛋白激酶導(dǎo)致Jak 激酶(Tyk2和JAK1)活化,以及STAT1和STAT2的酪氨酸磷酸化,磷酸化的STATs二聚體化并與IRF-9 形成一個(gè)復(fù)合體,稱為ISGF3轉(zhuǎn)錄因子,進(jìn)入細(xì)胞核。ISGF3結(jié)合干擾素刺激反應(yīng)元件(ISRE),激活干擾素刺激基因的轉(zhuǎn)錄(ISG),促進(jìn)細(xì)胞進(jìn)入抗病毒狀態(tài)。

3.3TLR3 戊型肝炎病毒感染誘導(dǎo)細(xì)胞免疫應(yīng)答主要是通過病原體識別受體(PRRs)實(shí)現(xiàn),包括維甲酸誘導(dǎo)基因I(RIG-I)樣受體和Toll樣受體(TLRs)[13-14]。TLRs在啟動(dòng)固有抗病毒反應(yīng)中發(fā)揮重要作用,識別病毒RNAs后,激活下游級聯(lián)信號,涉及各種信號分子,如線粒體抗病毒信號蛋白(MAVS)、干擾素調(diào)節(jié)因子3(IRF3)、IRF7和核轉(zhuǎn)錄因子κB(NF-κB)[15-16]。TLRs的特異性配體刺激PBMCs,可以誘導(dǎo)I型干擾素的產(chǎn)生[17]。

I型干擾素,主要包括 IFN-α、IFN-β、 IFN-ε、IFN-κ、FN-ω和IFN-ν等[18-19],是細(xì)胞內(nèi)抗病毒免疫的第一道防線。一旦細(xì)胞內(nèi)發(fā)生HEV感染,病毒基因組被病原體識別受體識別,導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)信號級聯(lián)快速激活。Ⅰ型干擾素的表達(dá)誘導(dǎo)一系列干擾素-刺激基因,幫助細(xì)胞對付病毒感染。在感染的細(xì)胞中,I型干擾素可直接對抗病毒的感染和復(fù)制,并激活其他免疫細(xì)胞,如自然殺傷細(xì)胞,樹突狀細(xì)胞和Kupffer細(xì)胞。在此次研究中,IFI6、IFITM1、IFIH1、IFNL1、IRF9、ISG20、IFI35及IFIT1等多種干擾素誘導(dǎo)蛋白、干擾素誘導(dǎo)跨膜蛋白、干擾素λ1、干擾素調(diào)節(jié)因子及干擾素刺激基因表達(dá)上調(diào),說明HEV感染后,這些基因參與了抗病毒免疫。

TLR3是單次跨膜細(xì)胞表面受體,它識別與病毒感染有關(guān)的核酸RNA,介導(dǎo)有效免疫所需要的細(xì)胞因子的產(chǎn)生,是先天免疫與適應(yīng)性免疫的關(guān)鍵組成部分。通過TRIF/TICAM1,誘導(dǎo)NF-κB的活化和I型干擾素的生產(chǎn),刺激細(xì)胞因子分泌并促進(jìn)炎癥反應(yīng)。因此,TLR3可能在宿主防御病毒方面發(fā)揮作用。

TLR3和IFN-γ在戊型肝炎發(fā)病機(jī)制中起重要作用。能高水平表達(dá)TLR3和IFN-γ的患者能夠控制疾病和康復(fù);而TLR3和IFN-γ低表達(dá)的患者傾向于發(fā)展為ALF[20],與ALF患者相比,AVH患者的TLR3基因表達(dá)、抗炎和促炎細(xì)胞因子的含量均較高;IFN-γ、TNF-α、IL-10和TGF-β在PBMC培養(yǎng)上清液檢測中也較高。沉默TLR3后,在PBMC培養(yǎng)上清液中IFN-γ的水平顯著降低[20]。在此次研究中,TLR3表達(dá)上調(diào),說明HEV感染后,HEV的RNA會被細(xì)胞內(nèi)的模式識別受體中的TLR3識別,激活MyD88-非依賴途徑信號通路,激活I(lǐng)RF9,調(diào)節(jié)炎性細(xì)胞因子IFN-α及IFN-β的表達(dá),產(chǎn)生抗病毒作用。

3.4CXCL8(IL-8)和CXCL10 CXCL8基因編碼的蛋白CXCL8是一種趨化因子,屬CXC趨化因子家族的成員,主要參與炎癥反應(yīng)。炎癥反應(yīng)中,CXCL8招募中性粒細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞和T細(xì)胞到炎癥部位,發(fā)揮抗感染作用。CXCL10是抗菌基因編碼的趨化因子,也屬CXC家族成員,是受體CXCR3的配體。結(jié)合受體CXCR3后,可刺激單核細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞和T細(xì)胞遷移,調(diào)控粘附分子的表達(dá)。

NF-κB 作為炎癥反應(yīng)的重要轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,參與對免疫反應(yīng)及炎癥反應(yīng)的調(diào)控,包括介導(dǎo)機(jī)體對病原體入侵的天然免疫及適應(yīng)性免疫應(yīng)答,T、B細(xì)胞的發(fā)育、增殖及炎癥反應(yīng)等生物過程。NF-κB 還可調(diào)控CXCL8的表達(dá),在本次研究中,炎性細(xì)胞因子CXCL8表達(dá)上調(diào),說明HEV感染后,NF-κB通路激活,促進(jìn)CXCL8表達(dá)上調(diào),促進(jìn)機(jī)體免疫相關(guān)蛋白合成、生長抑制、樹突狀細(xì)胞及NK細(xì)胞活化、CTL細(xì)胞分化以及抗體產(chǎn)生,并最終造成感染細(xì)胞凋亡。

3.5EIF2AK2(PKR) 該基因編碼的蛋白質(zhì)是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶,結(jié)合dsRNA后可通過自磷酸化激活,活化后可以磷酸化翻譯起始因子(EIF2S1),使其活化從而抑制蛋白質(zhì)的合成,在病毒感染的固有免疫反應(yīng)中起著關(guān)鍵作用。EIF2AK2可選擇性調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答基因的轉(zhuǎn)錄[21],也可通過磷酸化EIF2S1的α亞基,最終導(dǎo)致細(xì)胞和病毒蛋白質(zhì)的合成停止,抑制病毒的復(fù)制。作為一個(gè)銜接蛋白和/或通過其激酶活性,都可以調(diào)節(jié)多種信號通路(p38-MAP激酶,NF-kB和胰島素信號通路)和轉(zhuǎn)錄因子(JUN、STAT1、STAT3、IRF1,ATF3),這些轉(zhuǎn)錄因子參與編碼促炎性細(xì)胞因子和干擾素的基因的表達(dá)。

3.6IRF-9 (ISGF3G) I型干擾素與細(xì)胞表面受體結(jié)合后,通過蛋白激酶作用導(dǎo)致Jak激酶(Tyk2和JAK1)活化,并使STAT1和STAT2的酪氨酸磷酸化。磷酸化的STATs二聚體化與IRF-9形成一個(gè)復(fù)合體,稱為ISGF3轉(zhuǎn)錄因子,進(jìn)入細(xì)胞核。ISGF3結(jié)合干擾素刺激反應(yīng)元件(ISRE),激活干擾素刺激基因的轉(zhuǎn)錄,促進(jìn)細(xì)胞進(jìn)入抗病毒狀態(tài),發(fā)揮抗病毒效應(yīng)。此外,IRF-9還可抑制細(xì)胞內(nèi)HEV RNA的復(fù)制[22]。與此次研究結(jié)果類似,在一項(xiàng)研究中,急性HEV感染患者的細(xì)胞中,IRF-9、STAT1、IFNα和TNFα等基因表達(dá)增加[23],這些結(jié)果有助于了解HEV感染的潛在炎癥過程,后續(xù)研究將關(guān)注IRF-9 在抗病毒免疫中的作用。

本研究結(jié)合mRNA轉(zhuǎn)錄組測序和生物信息學(xué)方法,研究了HEV感染前后HepG2細(xì)胞的差異表達(dá)基因,篩選出可能參與抗病毒免疫的基因,為研究HEV感染提供了目標(biāo),也為進(jìn)一步研究HEV感染的防御反應(yīng)機(jī)制和理解宿主反應(yīng)提供新的見解。

利益沖突:無

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