撰写：鹿特丹大学 闪电 转载留言即可
5月5日，澳大利亚昆士兰大学在Nature communications 期刊发表文章题为《Zika virus noncoding RNA suppresses apoptosis and is required for virus transmission by mosquitoes》。研究表明，在埃及伊蚊中非编码RNA在ZIKA病毒复制传播中的必要性和调控机制。
ZIKV是黄病毒科的黄病毒科成员，主要通过埃及伊蚊（Aedes aegypti mosquitoes）传播给人类。在蚊子体内，病毒首先感染蚊子的中肠，随后扩散到唾液腺。潜伏期过后，病毒可在随后的刺叮或吸血过程中传染给人类。
黄病毒通过多种细胞机制促进病毒复制，其中包括利用宿主5-3外切核糖核酸酶XRN-1产生黄病毒亚基因组RNA（sfRNA）。XRN-1停滞在病毒基因组3′非翻译区（3′UTR）中的结构化XRN-1抗性RNA元件（xrRNA），导致不完全降解的病毒RNA产生和积累。
ZIKV通过两个经过实验验证的xrRNA（xrRNA1和xrRNA2）和假设的xrRNA3产生较长的sfRNA1和较短的sfRNA2（图1a）。但是在埃及伊蚊中sfRNA如何调节zika病毒复制的仍不清晰。
作者构建了不能产生sfRNA的突变Zika病毒感染性克隆（xrRNA1和xrRNA2突变），并通过Northern印迹杂交验证突变病毒中没有 sfRNAs产生（图1b）。进一步实验表明xrRNA2突变使Zika病毒复制能力减弱，但是没有统计学意义。
图1：ZIKV耐受蚊子细胞中单个sfRNA的丢失。
那么sfRNA是否参与ZIKA病毒的传播呢？为了验证这一问题，作者用WT ZIKA、 xrRNA1和xrRNA2突变 ZIKA 感染埃及埃及伊蚊。
感染7天后，WT ZIKA、 xrRNA1和xrRNA2突变 ZIKA 三组感染率分别为20%, 23% 和10%。感染14天后，xrRNA1和xrRNA2突变 ZIKA感染率23% 和20%，比WT ZIKA 感染率46%显著降低。同时病毒的传播率也显著降低。
在各实验组中，被感染的蚊子体内的病毒载量变化很大，但在野生型和突变病毒的滴度之间没有发现显着差异。与WT病毒组相比，xrRNA1 +突变组的腿和翅膀上的滴度在各组中更为一致，并且明显更低。与WT病毒感染组相比，被xrRNA1突变体感染的蚊子唾液中的病毒滴度也显着降低，并且只有一只被xrRNA2突变体感染的蚊子是病毒阳性的（图2a-d）。在感染10天，蚊子身体、腿和翅膀100%感染，但是xrRNA1和xrRNA2突变体病毒滴度明显降低（图2e-h），
图2：sfRNA促进ZIKV在体内的复制和传播
随后作者通过免疫荧光实验证明了在头部、胸部唾液腺sfRNA缺陷突变病毒与WT病毒感染有相似的模式（图3）。
图3：缺乏sfRNA的ZIKV感染蚊子唾液腺
sfRNA是否影响了宿主基因表达呢？进一步，作者通过分析了WT 和突变ZIKA病毒感染的转录组分析表明WT ZIKV感染导致503个基因上调，107个基因下调，而xrRNA2 突变体感染则有426个基因表达显着增加，32个基因表达减少（图4a-d）。基因差异性分析显示促凋亡酶caspase-7的基因仅通过感染xrRNA2突变体而被诱导。基因GO富集分析表明，感染WT病毒的蚊子具有更高的自噬调节基因和与线粒体ATP合成相关的基因表达（图4e、f）。
图4：sfRNA的产生改变了ZIKV感染的蚊子的基因表达
进一步研究显示通过TUNEL实验测定是否sfRNA产生调节凋亡。研究表明突与野生型病毒感染相比，突变型病毒在感染的蚊子组织中和唾液腺诱导更多的细胞凋亡。且Caspase 抑制剂可抵消体内sfRNA的缺失（图5）。
图5：caspase抑制剂对ZIKV在体内复制和传播的影响
总而言之，该研究证明了sfRNA对蚊子进行病毒复制和传播的必要性。sfRNA的产生会改变蚊子的基因表达进而控制细胞凋亡，进而导致ZIKV感染组织中程序性细胞死亡的抑制。最后，文章提出了sfRNA的抗凋亡活性可作为定义sfRNA在ZIKV-蚊子宿主相互作用中的作用机制。
原文链接
https://www-nature-com.eur./articles/s41467-020-16086-y
