2026年10月7日,新发感染领域权威期刊Emerging Microbes & Infections刊登一篇名为“Non-coding RNA-mediated tug-of-war between emerging viruses and host antiviral defense: lessons from animal viruses”的综述。
一、文章主体内容概述
新兴动物病毒对畜牧繁殖和公共卫生构成持续威胁,凸显了对病毒与宿主相互作用更深入理解的必要性。然而,宿主非编码RNA(ncRNAs)在动物病毒感染中的调控作用和保守机制仍不明确,且新兴动物病毒的ncRNAs介导机制特征尤为薄弱,缺乏系统性整合或理论总结。研究表明,ncRNAs,包括miRNAs、lncRNAs和circRNAs,已成为动物病毒与宿主相互作用的重要调控因子。
本综述综合了涵盖猪、家禽、反刍动物、猫科动物、犬类和水貂宿主的11种动物病毒证据,重点关注病毒感染诱导的ncRNAs表达变化及其抗病毒或前病毒功能。在不同的病毒-宿主系统中,总结出三种反复出现的调控范式:宿主抗病毒防御、病毒劫持和病毒拮抗。宿主细胞可以动态重塑其ncRNAs表达,调控宿主限制因子、宿主依赖因子及其他ncRNAs,从而影响先天免疫信号传导、病毒复制周期、自噬、凋亡和代谢重编程。相反,动物病毒,包括PEDV、PRRSV、PRV、SVA、AIV、ALV-J、NDV、BVDV、FHV–1、CIV和MEV,已进化出复杂的策略,劫持宿主ncRNAs网络或拮抗ncRNAs介导的抗病毒免疫,并重塑细胞内微环境以促进病毒复制。
这些范式为理解和预测新兴动物病毒中ncRNAs介导的调控机制提供了统一的理论体系。它们为解析ASFV、SADS–CoV及未来未知新兴病毒的致病模式提供参考,同时用于挖掘、筛选和识别潜在的抗病毒药物靶点。
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图1.展示病毒-宿主ncRNA串扰的层级分类框架。两个基础维度(宿主ncRNAs的内在生物功能及其病毒感染后的表达动态)共同确定了三大核心调控范式,即宿主抗病毒防御、病毒劫持和病毒拮抗。这些相互作用的综合结果调控病毒复制。
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图2.宿主ncRNAs在动物病毒感染期间IFN生产阶段抗病毒先天免疫信号的调控作用。
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图3.宿主ncRNAs在IFN触发的JAK-STAT-ISGs信号级联反应中调控作用。
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图4.动物病毒感染期间,宿主ncRNAs核心调控范式的简要概述
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图5.动物病毒感染过程中,宿主ncRNAs调节的多样效应轴
从长远来看,除了宿主ncRNAs,持续且深入地剖析由多种宿主生物分子介导的病毒-宿主相互作用至关重要,包括蛋白质、糖类、脂质、激素和无机盐(PMID: 35476817)。这些努力不仅将完善动物病毒致病机制的基本理论框架,还将为新兴动物病毒提供全面的研究流程,涵盖机理性解剖、靶点挖掘和干预策略。本综述建立的理论框架基于三大核心调控模式(宿主抗病毒防御、病毒劫持和病毒拮抗),能够为应对未来未知新兴病毒提供理论指导,并为开发新型抗病毒干预措施及提升畜牧业疾病防控提供科学基础。
二、文章重点|宿主ncRNAs的条件依赖二元性:生物学特征及其对抗病毒靶标发现的启示
前文系统总结了三种保守的调控范式:宿主抗病毒防御、病毒劫持宿主ncRNA网络,以及抗病毒ncRNAs的病毒拮抗。基于大量实验证据,这些范式为理解ncRNA介导宿主-病毒相互作用的一般调控原则提供了概念框架。然而,这些范式是对复杂实验观察的简化解释。宿主的ncRNAs不具有恒定的分子性质。本综述汇集的多项动物-病毒研究证据表明,若干ncRNAs表现出条件依赖性的二元性:同一分子可介导抗病毒或前病毒效应,其最终功能输出则由病毒种类、感染剂量、感染进展和细胞类型等共同决定。这种功能二元性主要表现为两种形式:首先,相同的ncRNA在被不同病毒感染时可能施加相反的调控表型;其次,ncRNA即使在感染同一病毒时,当周围的细胞或感染环境发生变化时,也可能发生功能切换。
同一宿主ncRNA在感染不同动物病毒时可以观察到不同的调控表型,这代表了这种二重性最常见的表现。同源miRNA家族成员在不同物种和病毒感染中也能产生截然不同的生物学效应。以miR–26家族为例:miR-26a主要在猪的PRRSV感染和猫的FHV-1感染期间具有抗病毒活性。相比之下,鸡源的gga-miR-26a-5p在H5N1 AIV感染后表现出促病毒特性。miR-218家族也观察到类似的功能分歧。在PEDV感染期间,病毒上调的miR–-218-5p靶向HNRNPA3重塑脂质代谢通路,并作为病毒利用的促病毒因子。在PRRSV感染系统中,同源miR-218靶向SOCS3,以减轻I型干扰素通路的抑制,从而发挥抗病毒功能。这些观察表明,ncRNAs的序列或家族级保守不一定能预测其功能后果的保守,功能后果可能取决于其所处的特定病毒-宿主调控网络。除了不同病毒间的功能差异外,单一病毒在感染中还可以检测到ncRNAs效应的二重性。miR-485是AIV感染模型中这一现象的典型例证:在低剂量病毒下,miR-485主要抑制宿主抗病毒免疫反应,并表现出前病毒特性;然而,在高剂量病毒下,miR-485可以直接靶向病毒成分,并转而发挥显著的抗病毒活性。这表明,在单一细胞系和单一特定感染条件下体外实验中得出的结论,无法直接推广到体内真实的生理状态。在未来剖析新兴病毒的ncRNAs调控网络时,应考虑感染剂量和时间动态,避免对分子功能的静态解释。这些例子共同警示不要给任何特定ncRNAs贴上死板的“抗病毒”或“前病毒”标签。在推断本文总结的保守范式以解读新兴动物病毒(如ASFV和SADS–CoV)时,应预期同源ncRNAs在新兴病毒背景下可能出现功能反转,而非机械地采纳其他实验系统获得的功能性观察。
宿主ncRNAs的条件依赖性对基于三种保守范式筛选广谱抗病毒ncRNAs靶点具有关键的实际意义。二元性意味着在某些实验条件下观察到的分子强大抗病毒活性,并不保证在所有生物环境中具有稳定的保护效果。靶向评估不应仅依赖于单细胞模型中的过表达或敲低检测;必须充分考虑病毒-病毒株变异、感染剂量差异以及细胞类型差异引起的功能切换风险。在筛选和评估针对新兴病毒的候选ncRNAs干预措施时,条件依赖性应被视为重要约束,为后续多维功能验证和转化研究提供前提。
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