朱亮華,莊麗麗,金 蕊
(南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院兒科,江蘇南京 210029)
EB 病毒(Epstein-Barr virus,EBV)廣泛感染,全世界約95%的人在某個(gè)階段都會(huì)感染,感染后通常無(wú)明顯癥狀,若累及單核巨噬細(xì)胞,可導(dǎo)致傳染性單核細(xì)胞增多癥(infectious mononucleosis,IM)。有文獻(xiàn)指出,約有50%感染EB 病毒的兒童可發(fā)展為IM[1]。干擾素調(diào)節(jié)因子3(interferon regulatory factor 3,IRF-3)屬于IRF 家族成員之一,是負(fù)責(zé)對(duì)Ⅰ型干擾素(interferon,IFN)信號(hào)傳導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄因子,可參與細(xì)胞的應(yīng)激反應(yīng),包括抗病毒,DNA損傷和死亡受體信號(hào)等[2]。2020 年新型冠狀病毒肺炎診治指南推薦IFN-α 作為抗病毒藥物之一。微小mRNA(miRNA)是一類長(zhǎng)約22 個(gè)核苷酸的非編碼RNA,通過(guò)調(diào)節(jié)mRNA 轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后水平,在炎性反應(yīng)、自身免疫病和腫瘤中發(fā)揮重要的作用[3]。IM患兒外周血單核細(xì)胞中IRF-3 及miRNA 的表達(dá)水平是否改變,miRNA 是否參與調(diào)控傳單病人中IRF-3 及IFN-α/β 尚不清楚。因此,本研究通過(guò)RTPCR 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)IM 患兒外周血單核細(xì)胞中IRF-3 和miRNA-146a 的表達(dá)水平,過(guò)表達(dá)及干擾miRNA-146a 后檢測(cè)IRF-3 RNA 和蛋白表達(dá)水平變化,為進(jìn)一步探討miRNA-146a 參與EB 病毒調(diào)控IM 患兒IRF-3基因表達(dá)的機(jī)制提供依據(jù)。
選 取2017 年1 月~2018 年12 月 在 南 京 醫(yī) 科 大學(xué)第一附屬醫(yī)院(江蘇省人民醫(yī)院)兒科住院的45例IM 患兒作為研究對(duì)象,患兒符合《諸福棠實(shí)用兒科學(xué)》第八版中IM 的診斷標(biāo)準(zhǔn)[4],年齡1~13 歲,平均(5.76±3.05)歲,男性25 例,女性20 例。選取同期門(mén)診健康體檢的34 例兒童作為對(duì)照組,年齡2~12 歲,平均(6.03±2.69)歲,男性18 例,女性16 例。兩組兒童年齡(t=0.415,P=0.339)和性別比例(χ2=4.000,P=0.261)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,有可比性。
所有資料來(lái)自于南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院(江蘇省人民醫(yī)院),兒童監(jiān)護(hù)人均簽署書(shū)面知情同意書(shū)。本研究得到南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院(江蘇省人民醫(yī)院)機(jī)構(gòu)研究倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)。
HeLa 細(xì)胞系由兒科實(shí)驗(yàn)室保存;Dulbecco’s Modified Eagle Medium(DMEM)(Gibco,蘇州);胎牛血清(BI,以色列);青霉素-鏈霉素雙抗(碧云天,上海);PBS 緩沖液(森貝佳,南京);Dimethyl Sulfoxide(DMSO)(Amresco,美國(guó));胰蛋白酶(碧云天,上海)。TRIZOL(Invitrogen,美國(guó));異丙醇(南試,南京);無(wú)水乙醇(南試,南京);DEPC 水(碧云天,上海);氯仿(南試,南京);逆轉(zhuǎn)錄試劑盒(Takara,上海);甲醇(南試,南京);BCA 蛋白濃度試劑盒(碧云天,上海);SDS-PAGE 凝膠試劑盒(碧云天,上海);蛋白Maker(Thermo,美國(guó));LipofectamineTM3000(Invitrogen,美國(guó));ECL 發(fā)光液(Thermo Sciemtific,美國(guó));辣根過(guò)氧化物酶(HRP)標(biāo)記的二抗、抗IRF-3 抗 體(Sant cruz 公 司,美 國(guó)),miRNA-146a mimic,miRNA-146a inhibitor 及 對(duì) 照(銳 博 公 司,廣州)。
1.3.1 細(xì)胞復(fù)蘇 從液氮中將凍存的HeLa 細(xì)胞取出后,將其置入37 ℃水浴鍋中搖晃至充分溶解,加入4 mL 完全培養(yǎng)基至10 mL 離心管中,將上步中的細(xì)胞混懸液輕輕打入離心管,1 000 r/min 離心3 min。取出離心管,棄去上清液,加入1 mL DMEM完全培養(yǎng)基,輕輕吹打10 下,置于含7 mL 完全培養(yǎng)基的10 cm 培養(yǎng)皿中,輕輕呈米字型搖晃培養(yǎng)皿,使細(xì)胞均勻生長(zhǎng),然后將培養(yǎng)皿置于37 ℃5% CO2培養(yǎng)箱中。
1.3.2 細(xì)胞傳代 室溫預(yù)熱PBS、完全培養(yǎng)基和胰酶,取出待傳代的細(xì)胞(細(xì)胞密度約為85%~90%),棄 上 清,用3 mL PBS 洗 滌 細(xì) 胞2 次,加入2 mL 胰酶,放置培養(yǎng)箱中消化3 min 后,輕輕拍打培養(yǎng)皿側(cè)壁。隨后,在顯微鏡下對(duì)細(xì)胞進(jìn)行觀察其是否消化完全,若完全消化則加入4 mL 完全培養(yǎng)基進(jìn)行終止胰酶消化,將液體轉(zhuǎn)移至另一根離心管中,1 000 r/min 離心3 min 后,棄上清后加入3 mL完全培養(yǎng)基,輕輕吹打10 下充分混均勻,然后按比例轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)皿中,放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。
1.3.3 細(xì)胞轉(zhuǎn)染 根據(jù)LipofectamineTM3000 使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行轉(zhuǎn)染。將Hela 細(xì)胞接種到12 孔板中(1.5×105/孔),待細(xì)胞增長(zhǎng)至60%~70%時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)染。每次轉(zhuǎn)染3 個(gè)復(fù)孔。
1.3.4 制備模板cDNA 分別收集兩組兒童外周血2 mL,加入2 mL Ficoll,室溫下500×g離心20 min,小心吸取第二層環(huán)狀乳白色環(huán)狀淋巴細(xì)胞層,依次按步驟加入氯仿、異丙醇、乙醇、DEPC 水,用分光光度計(jì)(onedrop)檢測(cè)RNA OD 260/280 值并記錄,按照Takara 公司說(shuō)明書(shū),逆轉(zhuǎn)錄成cDNA,-20 ℃保存待用。
1.3.5 引物設(shè)計(jì)與合成 根據(jù)GenBank中IRF-3和miRNA-146a基因序列設(shè)計(jì)RT-PCR引物。GAPDH和U6為內(nèi)參,由上海英駿生物有限公司合成;IRF-3上游引物:GTCGATCAAAAAGAAAGCCCCAGCG,下游引物:CATCCTGCCGTAGGCCGTGCTTCC。GAPDH上游引物:AGGTCGGAGTCAACGGAT ,下游引物:TCCTGGAAGATGGTGATG。miRNA-146a 上游引物:ACACTCCAGCTGGGCCTCTGAAATTCAGTT,下游引物:TGGTGTCGTGGAGTCG。U6上游引物:CTCGCTTCGGCAGCACA,下游引物:AACGCTTCACGAATTTGCGT。
1.3.6 RT-PCR 反應(yīng) 根據(jù)Biomake 制造商說(shuō)明書(shū),配置反應(yīng)體系如下:試劑名稱:2x SYBR green qPCR master mix,使 用 量:5 μ L;上 游 引 物(10 μ mol/L),使用量0.4 μL;下游引物(10 μmol/L),使用量:0.4 μL;ddH2O,使用量:3.2 μ L;cDNA,使用量:1 μL。
用LightCycler480Π 儀器將上述體系進(jìn)行擴(kuò)增,擴(kuò) 增 程 序 為:95 ℃5 min;95 ℃15 s,55 ℃30 s,72 ℃30 s,共40 個(gè)循環(huán);95 ℃15 s,60 ℃60 s,95 ℃15 s;將GAPDH或U6基因用作標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn),確認(rèn)溶解曲線和擴(kuò)增曲線,并通過(guò)比較CT 法計(jì)算相對(duì)表達(dá)水平。
1.3.7 蛋白免疫印跡 將6 孔板的HeLa 細(xì)胞用PBS 洗滌一次,取500 μL 胰酶消化,加入1.5 mL 完全培養(yǎng)基終止消化,離心棄上清液,并加入250 μL蛋白裂解液;將細(xì)胞裂解混合物置于渦旋儀上渦旋10 s 后冰浴10 min,重復(fù)3 次,以12 000 r/min 離心10 min,上清液即細(xì)胞總蛋白。蛋白樣品濃度檢測(cè)根據(jù)BCA 試劑盒說(shuō)明書(shū)操作。配制10%分離膠,5%濃縮膠,依次進(jìn)行上樣、電泳、轉(zhuǎn)膜、封閉、一抗4 °C 過(guò)夜孵育、洗膜、二抗室溫孵育1 h、洗膜、顯影。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)使用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件GraphPad Prism 7 和SPSS 22.0 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析處理。數(shù)據(jù)表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差(±SEM),并且至少重復(fù)3 個(gè)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)。兩組性別比較采用卡方檢驗(yàn),組間比較采用LSD-t檢驗(yàn)進(jìn)行處理,相關(guān)性分析采用Pearson 相關(guān)分析。P<0.05 視為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
Real-time PCR 檢測(cè)IM 患兒中IRF-3 mRNA的表達(dá)較健康對(duì)照組表達(dá)下降了61%(t=30.340,P<0.001),見(jiàn)表1。 IM 患兒外周血miRNA-146a的表達(dá)較健康對(duì)照組增加了1.63 倍(t=34.659,P<0.001),見(jiàn)表1。
表1 兩組IRF-3 及miRNA-146a 表達(dá)水平(±SEM)Tab 1 Expression levels of IRF-3 and miRNA-146a in two groups (±SEM)
表1 兩組IRF-3 及miRNA-146a 表達(dá)水平(±SEM)Tab 1 Expression levels of IRF-3 and miRNA-146a in two groups (±SEM)
組別例數(shù)IRF-3 表達(dá)水平miRNA-146a 表達(dá)水平健康對(duì)照組IM 患兒組34 45 t P 1.07±0.11 0.42±0.08 30.340<0.001 1.05±0.11 2.76±0.27 34.659<0.001
IM 患兒外周血中IRF-3 和miRNA-146a 的表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)(r=-0.960,P<0.05),見(jiàn)圖1。
圖1 IRF-3 和miRNA-146a 表達(dá)水平的相關(guān)性Fig 1 Correlation between the expression levels of IRF-3 and miRNA-146a
分別轉(zhuǎn)染miRNA-146a mimic(75 nmol/L)及其 抑 制 劑miRNA-146a inhibitor(150 nmol/L)在HeLa 細(xì)胞中,使用Real-time PCR 檢測(cè)IRF-3 mRNA。與對(duì)照組(mimic control)相比,miRNA-146a mimic 組IRF-3 mRNA 的表達(dá)明顯降低(t=8.270,P<0.001),見(jiàn)表2。 而miRNA-146a 抑制劑組IRF-3 mRNA 的表達(dá)較對(duì)照組(inhibitor control)明顯升高(t=8.582,P<0.001),見(jiàn)表3。
表2 miRNA-146a 過(guò)表達(dá)對(duì)IRF-3 mRNA 表達(dá)的影響(±SEM )Tab 2 Effect of overexpression of miRNA-146a on IRF-3 mRNA expression(±SEM)
表2 miRNA-146a 過(guò)表達(dá)對(duì)IRF-3 mRNA 表達(dá)的影響(±SEM )Tab 2 Effect of overexpression of miRNA-146a on IRF-3 mRNA expression(±SEM)
組別mimic control miRNA-146a mimic t P IRF-3 mRNA 表達(dá)水平1.03±0.06 0.49±0.07 8.270<0.001
表3 miRNA-146a 抑制劑對(duì)IRF-3 mRNA 表達(dá)的影響(±SEM)Tab 3 Effect of miRNA-146a inhibitor on IRF-3 mRNA expression (±SEM)
表3 miRNA-146a 抑制劑對(duì)IRF-3 mRNA 表達(dá)的影響(±SEM)Tab 3 Effect of miRNA-146a inhibitor on IRF-3 mRNA expression (±SEM)
組別inhibitor control miRNA-146a inhibitor t P IRF-3 mRNA 表達(dá)水平1.01±0.05 1.52±0.07 8.582<0.001
分別轉(zhuǎn)染miRNA-146a mimic(75 nmol/L)及其 抑 制 劑miRNA-146a inhibitor(150 nmol/L)在HeLa 細(xì)胞內(nèi),通過(guò)Western blot 法對(duì)IRF-3 蛋白表達(dá)水平進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果表明miRNA-146a mimic 組(0.72±0.01)較對(duì)照組(1.22±0.02)IRF-3 的表達(dá)明 顯 下 調(diào)(t=46.170,P<0.001),見(jiàn) 圖2A。而miRNA-146a inhibitor 組(1.48±0.02)較 對(duì) 照 組(0.89±0.01)IRF-3 蛋 白 的 表 達(dá) 明 顯 上 調(diào)(t=25.891,P<0.001),見(jiàn)圖2B。
圖2 miRNA-146a 過(guò)表達(dá)(A)及抑制劑(B)對(duì)IRF-3 蛋白表達(dá)的影響Fig 2 Effect of miRNA-146a overexpression(A)and inhibitor(B)on IRF-3 protein expression
傳染性單核細(xì)胞增多癥(infectious mononucleosis,IM)是一種自限性疾病,以喉嚨痛、頸淋巴結(jié)腫大、疲勞和發(fā)熱為臨床特征,但可合并肺炎、心肌炎、血小板減少、中性粒細(xì)胞減少等并發(fā)癥,部分患者可能表現(xiàn)為慢性活動(dòng)性EBV(CAEBV)。CAEBV 的患者通常表現(xiàn)出在IM 期間出現(xiàn)的體征,如發(fā)熱、淋巴結(jié)病、脾腫大和肝炎,并且血液中EBV DNA 的水平顯著升高。較不常見(jiàn)的是,患者也可能出現(xiàn)EBV 相關(guān)的噬血細(xì)胞綜合征或EBV 相關(guān)的噬血細(xì)胞淋巴組織細(xì)胞增生癥(HLH),該病3 年生存率僅為60%[5]。固有免疫反應(yīng)對(duì)于維持免疫穩(wěn)態(tài)和消滅入侵病原體至關(guān)重要,這涉及多種信號(hào)通路調(diào)節(jié)和翻譯后修飾。IRF3 可誘導(dǎo)IFN-I 產(chǎn)生,對(duì)于先天性抗病毒反應(yīng)至關(guān)重要。2019 年末開(kāi)始肆虐全球的新型冠狀病毒(2019-nCoV)肺炎,重癥患者可快速進(jìn)展為急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)、膿毒性休克、頑固性代謝性酸中毒和難以控制的出凝血功能障礙,多版本國(guó)家臨床診治指南均將IFN-α 作為新冠肺炎抗病毒治療藥物之一。有文獻(xiàn)報(bào)道[6],重組人干擾素α1b 輔助阿昔洛韋治療可以有效改善IM 患兒免疫功能,降低機(jī)體炎癥反應(yīng),減輕心肌損傷。微小RNAs(miRNAs)是一種約22 bp 的非編碼RNA,它具有內(nèi)源性的單鏈進(jìn)化保守序列,通常作為一種內(nèi)源性的基因表達(dá)抑制劑,通過(guò)抑制mRNA 的降解和翻譯,在許多生物學(xué)過(guò)程中發(fā)揮多種功能,包括自身免疫反應(yīng)、信號(hào)傳導(dǎo)、炎癥等。EB病毒感染致IM 患兒體內(nèi)IRF-3 及miRNA 的表達(dá)水平及其相關(guān)性如何,miRNA 是否參與調(diào)控EB 病毒感染病人中IRF-3 及IFN-α/β 尚不清楚。
本研究通過(guò)檢測(cè)IM 患兒和健康對(duì)照兒童外周血中miRNA-146a 的表達(dá)水平,結(jié)果表明兩組存在明 顯 差 異,這 與Ning[7],Hatton 等[8],Boosani 和Agrawal[9]的 研 究 結(jié) 果 相 同,EB 病 毒 誘 導(dǎo) 成 人 機(jī) 體產(chǎn)生miRNA21、23、24、27、34、146a、155。實(shí)驗(yàn)組患兒外周血中檢測(cè)的IRF-3 表達(dá)水平低于健康兒童。相關(guān)性分析顯示,miRNA-146a 與IRF-3 表達(dá)呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,這表明EB 病毒越高,IRF-3 水平則越低,反之則越高,兩者相互影響,參與疾病的進(jìn)展。通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)證明,在HeLa 細(xì)胞中,過(guò)表達(dá)miRNA-146a 及其抑制劑對(duì)IRF-3 mRNA 水平有影響,檢測(cè)到IRF-3mRNA 及蛋白水平均有顯著降低和升高。證實(shí)在EB 病毒下調(diào)IM 患兒IRF-3基因的表達(dá)過(guò)程中,miRNA-146a 可能發(fā)揮重要作用并參與IM 的發(fā)病。EB 病毒潛伏膜蛋白1(latent membrane protein 1,Lmp1),可 通 過(guò)NF-κB 途 徑 導(dǎo) 致miRNA-155 表達(dá)提高,同時(shí)還能與其靶向結(jié)合,導(dǎo)致免疫信號(hào)通路中IKKε、SHIP1、MyD88 等因子出現(xiàn)異常表達(dá),這表明EB 病毒具有調(diào)控人體miRNA表達(dá),進(jìn)而破壞人體免疫功能的作用[10-13]。miRNA-146 家 族 包 括miRNA-146a 和miRNA-146b,上 述2個(gè)成員靶基因基本相同,主要定位于人體5 號(hào)染色體與10 號(hào)染色體中,但兩者在3,末端核苷酸存在一定區(qū)別[14]。大量研究表明,miRNA-146a 與人體免疫應(yīng)答存在明顯關(guān)系,其不僅能通過(guò)作用于TLRs,如TLR2、TLR4、TLR5/MyD88/NF- κB 通 路 和RIG-I 通 路 中 的 主 要 因 子 的TRAF6、IRAK-1 和IRAK-2,對(duì)人體免疫起到負(fù)向調(diào)控的作用[15-17],還具有通過(guò)miRNA-146a 抑制轉(zhuǎn)錄因子活化蛋白1 活性,從而降低人體白細(xì)胞介素2 的表達(dá),起到抑制T淋巴細(xì)胞的增生的作用;此外還可通過(guò)抑制Fas 表達(dá),起到阻止結(jié)構(gòu)域蛋白的合成,讓T 淋巴細(xì)胞發(fā)生活化,最終誘導(dǎo)細(xì)胞死亡[18]。miRNA-146a 在人體免疫功能中起到了舉足輕重的作用,其在人體發(fā)生免疫性疾病或是腫瘤疾病中作用也被證實(shí)。有研究表明,系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE)患者外周血單核細(xì)胞中miRNA-146a 表達(dá)下調(diào),引起外周血單核細(xì)胞中Ⅰ型干擾素(IFN)表達(dá)下降,同時(shí)miRNA-146a表達(dá)水平與SLE 疾病活動(dòng)指數(shù)評(píng)分及IFN 評(píng)分呈負(fù)相關(guān),這表明miRNA-146a 能靶向作用于IRF-5,從而起到讓TRAF6 和IRAK1 直接抑制Ⅰ型IFN 調(diào)控通路,達(dá)到相應(yīng)的靶向作用。所以,我們推測(cè)miRNA-146a 有 望 成 為SLE 患 者 治 療 的 新 靶 點(diǎn)[19]。其它研究指出,甲狀腺癌患者中miRNA-146a 表達(dá)上調(diào),乳腺癌中高表達(dá)的miRNA-146a 可負(fù)向調(diào)控TRAF6、IRAK1、NF-κB 等,這進(jìn)一步證實(shí)miRNA-146a 可作為治療部分腫瘤疾病的新靶點(diǎn)[20]。還有,在丙型肝炎中當(dāng)miRNA-122 表達(dá)上調(diào)時(shí),可起到防止HCV-RNA 降解的作用;服用miRNA-122 抑制藥物的患者,其miravirsen 在治療后能有效地降低HCV-RNA 的表達(dá)水平,同時(shí)患者耐藥性較低,表明miRNA 靶向治療EB 病毒相關(guān)疾病有顯著成效[21,22]。EB 病毒不僅在兒童IM 疾病中起到重要作用,同時(shí)在鼻咽癌[23]、淋巴瘤[24,25]等腫瘤疾病的發(fā)病中扮演重要角色,而IRF 具有抑制EB 病毒于腫瘤的作用,且兩者呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系,這為后續(xù)臨床研究病毒相關(guān)疾病的治療提供幫助。
綜上所述,鑒于miRNA-146a 與IRF-3 表達(dá)呈負(fù)相關(guān)性,后續(xù)重點(diǎn)研究miRNA 能否成為EB 病毒相關(guān)腫瘤療效評(píng)價(jià)指標(biāo),以及進(jìn)一步探討EB 病毒相關(guān)腫瘤病人中miRNA-146a 對(duì)IRF-3 基因的調(diào)控及其機(jī)制,為將來(lái)miRNA 靶向治療EB 病毒相關(guān)疾病提供幫助。
作者貢獻(xiàn)度說(shuō)明:
朱亮華:負(fù)責(zé)臨床標(biāo)本收集,細(xì)胞實(shí)驗(yàn),撰寫(xiě)文稿;莊麗麗:負(fù)責(zé)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析;金蕊:負(fù)責(zé)總體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),數(shù)據(jù)分析。
海南醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)2021年20期