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研究背景

I型干扰素（Type I IFN）是人体抵御外界病毒感染的重要免疫因子。当人体遭遇病毒感染时，识别受体蛋白PRRs激活TANK结合激酶1（TBK1），进而活化干扰素调控因子IRF3，诱导I型干扰素的生成。I型干扰素随后结合下游受体，激活基因表达，使人体通过免疫反应对抗病毒。然而，I型干扰素的生成量受到严格调控，以防过量引起免疫失衡。目前，关于I型干扰素适量生成的潜在调控机制尚不清晰。近日，著名免疫学家、中国科学院院士曹雪涛教授课题组的研究人员通过一系列筛选和验证，找到了反馈调控I型干扰素生成的miRNA分子，为理解人体抗病毒免疫过程提供了理论基础。

研究结果

1. 病毒感染引起的免疫反应miRNA筛选

该课题组先前的研究表明，水泡性口炎病毒（VSV）感染后会引起巨噬细胞中miR-27a表达下调。但miR-27a下调对机体抗病毒免疫反应的作用机制尚不清楚。因此，研究人员首先分析了VSV感染对miR-27a表达的时间与剂量效应。结果显示，VSV感染24小时后，miR-27a表达下调达到峰值。仙台病毒（SeV）感染后效果类似。其他病原体或分子如单纯疱疹病毒（HSV）、甲型流感病毒（IAV）、TLR激动剂LPS等感染后，miR-27a表达均下调。除巨噬细胞外，VSV感染后，外周血单个核细胞（PBMCs）、骨髓树突状细胞、浆细胞样树突状细胞、人单核细胞和THP1细胞中的miR-27a表达也下降。该结果表明，病毒感染可显著下调免疫细胞中的miR-27a表达。

2. miR-27a下调的调控机制

在免疫反应中，miRNAs通常受I型干扰素抗病毒通路调控。用IFN-α处理巨噬细胞后，miR-27a表达显著下调，并呈时间和剂量依赖性。但在IFNAR缺陷巨噬细胞中，miR-27a表达未降低。此外，抑制STAT1可有效减弱miR-27a及其前体的表达下调。因此，病毒感染引起的miR-27a下调依赖于IFN/JAK/STAT1通路。

已有研究表明，转录因子RUNX1正调控miR-27a表达。研究人员发现，IFN-α处理巨噬细胞后RUNX1表达降低，且依赖于STAT1信号通路。此外，敲低STAT1可阻断IFN-α诱导的RUNX1和miR-27a表达下调；在RUNX1敲低时，IFN-α处理也不会抑制miR-27a表达。过表达RUNX1可阻断VSV感染或IFN-α处理引起的miR-27a表达下调。以上结果表明，IFN/JAK/STAT1信号通过抑制RUNX1表达而诱导下游miR-27a下调。

3. miR-27a下游调控影响

VSV感染引起miR-27a表达下调，那么下游会引起什么变化？研究人员分别过表达和抑制细胞中miR-27a表达。结果显示，过表达miR-27a促进VSV诱导的I型干扰素生成，而抑制miR-27a表达则抑制VSV诱导的I型干扰素生成。因此，miR-27a正向调控VSV诱导的I型干扰素生成。

为探究VSV诱导miR-27a下调对宿主细胞的影响，研究人员检测了感染后巨噬细胞中病毒的复制情况。结果显示，过表达miR-27a抑制病毒复制，而抑制miR-27a促进VSV复制。该结果表明，低miR-27a水平使宿主细胞中病毒复制更高效。因此，研究人员认为VSV诱导miR-27a下调可反馈抑制I型干扰素生成，进而使VSV能在宿主巨噬细胞中复制。

4. miR-27a调控靶基因及作用机制

一般认为，miRNAs通过靶向下游基因抑制其表达。为解释miR-27a调控I型干扰素生成的机制，需找到miRNAs直接作用的靶基因。运用Agilent 4X44K小鼠表达谱芯片，研究人员检测了过表达miR-27a相比对照的差异表达基因，发现下调最显著的两个基因为Siglec1和TRIM27。对所有差异基因进行通路分析发现，胞质DNA感应、自噬、TLR和RIG样受体通路显著富集。靶基因预测也显示Siglec1和TRIM27的CDS区域包含miR-27a的结合位点。荧光报告系统显示，miR-27a可显著下调Siglec1和TRIM27的表达水平。因此，Siglec1和TRIM27是miR-27a的直接靶基因。

那么，它们是否是直接作用靶点而影响下游表型？实验表明，VSV诱导的miR-27a抑制I型干扰素生成并增加VSV复制的表型，可被Siglec1或TRIM27敲低所消除。过表达Siglec1或TRIM27时，可显著增加I型干扰素生成并抑制VSV复制。因此，I型干扰素诱导的miR-27a下调，反过来负调控Siglec1或TRIM27的表达，最后反馈抑制I型干扰素生成。

细胞实验很好地阐述了miR-27a的调控机制。在体内是否如此？研究人员在转基因小鼠中进行了验证。结果显示，海绵吸附体内miR-27a的转基因小鼠中，Siglec1和TRIM27的mRNA表达显著增加。F1代转基因小鼠GS27在感染VSV后，IFN-β生成降低，血液中病毒数量增加。同时，小鼠表现出更严重的病毒感染症状，多核细胞浸润和间质性肺炎。该结果表明，在体内，病毒诱导的miR-27a下调可影响Siglec1和TRIM27表达，进而抑制IFN生成并影响一系列免疫反馈机制。

研究结论

该研究表明，在病毒感染时，巨噬细胞中IFN/JAK/STAT1/RUNX1信号通路显著下调miR-27a表达，而miR-27a下调增加其靶基因Siglec1和TRIM27表达，这种作用又反过来抑制I型干扰素生成，形成反馈调控的免疫机制。该研究为理解I型干扰素生成的反馈调控机制提供了新见解。

小结

曹雪涛院士是免疫学领域的领军人物。该课题组对信号调控通路的研究深入而严谨，从表型确认到基因功能阐述，均采用正反两方面、体内体外两个系统深入挖掘，用充分数据阐明生物学问题。曹院士及其团队严谨细致的科研精神和坚持不懈的钻研品质，值得每一位科研人员学习。