老年人和有其他合并症的患者感染COVID-19的风险更高,并导致严重的并发症和高死亡率。然而潜在的机制尚不清楚。近日,来自南京大学生命科学学院张辰宇、闫超以及中科院武汉病*所张磊砢课题组的研究人员在SignalTransductionandTargetedTherapy杂志上发表论文,发现外泌体中循环miRNA通过直接靶向S蛋白,抑制SARS-CoV-2复制形成天然的抗病*机制。
由SARS-CoV-2新型冠状病*引起的COVID-19是一种病*性肺炎,截至年7月,全球确诊病例超过,,例,死亡人数超过4,,。流行病学研究表明,老年人和患有糖尿病等合并症的患者更易感染COVID-19并发展为更严重的疾病,这也是年SARS流行的一个特征。中国研究人员首先报告说,与非重症患者相比,重症患者的糖尿病患病率更高。初步研究表明,与感染较轻的患者相比,糖尿病患者在COVID-19感染较严重的患者中发病率高2.26倍,同时糖尿病的存在导致院内死亡率的优势比为2.85。与未患糖尿病的患者相比,COVID-19糖尿病患者更多可能入住重症监护病房(ICU),并且糖尿病患者患COVID-19的风险更高。COVID-19病情越严重,血糖控制越差,感染的严重程度越高,死亡风险就越大。因此,了解老年人和糖尿病患者对COVID-19感染的易感性增加的潜在机制,对于研究发病机制和估计预期的全球疾病情况至关重要。
免疫系统保护身体免受病*、细菌和其他病原体的持续攻击。大部分保护是由免疫细胞提供的。然而,免疫功能不仅限于这些免疫细胞。一些证据表明,RNA干扰(RNAi)在无脊椎动物的抗病*免疫中发挥作用,例如秀丽隐杆线虫和黑腹果蝇。MicroRNA(miRNAs)是一类长度约为22个核苷酸的非编码RNA,是RNAi系统的一部分,也可能在哺乳动物中发挥抗病*机制的作用。miRNAs以多种方式与病*基因相互作用。例如,miR-32限制了1型逆转录病*灵长类泡沫病*(PFV-1)在人类细胞中的积累。还有报道称,缺乏Dicer-1(因此缺乏成熟的miRNA)的小鼠更易发生水泡性口炎病*(VSV)感染。在多细胞动物和病*基因组的研究显示,miRNA的最初功能主要是抗病*,随着进化的进行,miRNA更特异地作用于自身基因组,这表明microRNA的起源是防御性的而不是调节性作用。研究团队此前的研究表明,细胞外的miRNA高度稳定,不仅可以作为各种疾病的生物标志物,还可以分泌到细胞外空间的外泌体中。也有证据表明这些外泌体可以被邻近或远处细胞摄取,随后调节受体细胞的功能。
在这项研究中,研究团队研究了血清外泌体中的miRNA是否可以发挥抗病*功能并影响老年人和糖尿病患者对COVID-19的反应。首先,研究人员通过高通量测序和实时定量PCR分析鉴定了四种miRNA(miR-7-5p、miR-24-3p、miR--5p和miR--3p),它们在老年人和糖尿病人群显著表达降低。进一步研究证明,这些miRNA,无论是在外泌体还是游离形式,都可以直接抑制S蛋白表达和SARS-CoV-2复制。年轻个体血清的外泌体可以抑制SARS-CoV-2的复制和S蛋白的表达,而老年人和糖尿病患者的抑制作用明显减弱。此外,在连续体育锻炼8周后,健康志愿者血清中这4个循环miRNA中有3个显著增加。从这些志愿者身上分离的血清外泌体也对S蛋白表达和SARS-CoV-2复制显示出更强的抑制作用。该研究首次证明循环外泌体miRNA可以直接抑制SARS-CoV-2复制,并可能为年轻人和老年人或患有合并症的患者对COVID-19的反应差异提供可能的解释。
参考文献:DecreasedinhibitionofexosomalmiRNAsonSARS-CoV-2replicationunderliespoorout