搜索 导航

张辰宇实验室在《CELL RESEARCH》发表关于金银花中特异性MIR2911抑制流感病毒机制的重要研究成果

时间:2015-11-30浏览:1

        2015年1月,《细胞研究》(Cell Research)杂志刊登了南京大学医药生物技术国家重点实验室(生命科学学院)张辰宇课题组及合作实验室的最新研究成果“Honeysuckle-encoded atypical microRNA2911 directly targets influenza A viruses”。南京大学博士研究生周祯、李稀罕博士、董磊研究员为论文的第一作者,张辰宇教授为通讯作者,哈尔滨兽医研究所陈化兰研究员等为合作作者。
 
        在传统中医的药物中,金银花一直被用来治疗由于病毒感染的相关疾病。很多研究表明金银花和金银花提取物在细胞水平上能够有效的抑制病毒的复制。但目前,金银花中的有效抗病毒的药物成分还不清楚。张辰宇前期的研究表明:在小鼠食用大米后,大米来源的植物microRNA(miRNA) MIR168a能够经由消化道被吸收从而进入小鼠的循环系统和部分组织中。小鼠消化吸收的MIR168a能够到达肝脏,靶向低密度脂蛋白受体衔接蛋白1(LDLRAP1),从而导致小鼠血浆中低密度脂蛋白(LDL)的上升。这项研究开辟了探索外源性植物miRNA在人和动物体内所产生的功能新方向,同时也提示金银花中可能的抗病毒的药用成分为miRNA。
 
        作者于中药金银花中鉴定出了一种miRNA——MIR2911。这种来源于核糖体RNA的非典型性miRNA能在金银花煎煮的过程中选择性的富集,稳定高浓度的存在于金银花汤剂中。如下图,通过进一步的动物实验研究,研究人员发现小鼠在饮用金银花汤剂和人工合成的MIR2911后,MIR2911能够被消化道所吸收并进入小鼠的血浆和肺组织中。生物信息学的软件预测和荧光素酶报告基因实验得到MIR2911能够靶向H1N1、H5N1和H7N9等流感病毒亚型的基因。进一步的细胞实验证实,MIR2911通过靶向H1N1流感病毒复制所必须的PB2和NS1基因,抑制病毒的复制。后续实验表明,感染病毒的小鼠在饮用金银花汤或者合成的MIR2911后,能够有效地减轻H1N1、H5N1和H7N9流感病毒亚型感染后的症状(小鼠体重下降幅度减少,肺组织中病毒滴度降低)。其中,对于致死型的H5N1流感病毒,金银花汤或者合成的MIR2911能够大幅度的降低小鼠的死亡率。该研究探明了中药金银花中的有效药用成分为miRNA;首次发现了广谱抗病毒分子MIR2911;并进一步证实了外源性的miRNA能够通过饮食的方式进入动物循环系统和组织中,并行使相应的生物学功能。

(A) 使用Solexa测序技术得到的金银花汤中miRNA表达谱;(B) 使用Northern印记技术检测金银花及金银花汤中MIR2911的含量;(C) 给小鼠一次性灌胃500微升金银花汤,小鼠血浆和肺组织中MIR2911的动力曲线;(D) 使用生物信息学方法预测MIR2911与流感病毒可能的结合位点;(E) Western印记方法检测MIR2911对H1N1亚型PB2和NS1蛋白的表达抑制作用;(F) 金银花提取RNA在MDCK细胞上对H1N1亚型病毒的抑制作用;(G) 感染喂食了合成MIR2911的小鼠H1N1亚型病毒后,小鼠的体重变化;(H) 感染喂食了金银花汤的小鼠H1N1亚型病毒后,小鼠的体重变化;(I) 感染了H1N1亚型病毒的小鼠在不同时间点肺组织中的病毒滴度