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美国北达科他大学吴敏教授在STTT上发表综述:miRNAs重塑细菌感染的免疫和炎症反应




美国北达科他大学吴敏教授在自然出版社与川大华西医院生物治疗国家重点实验室联合主办的《Signal Transduction and Targeted Therapy》(STTT)上发表综述,这篇综述重点介绍了miRNA在细菌感染进展过程中的异常表达,以及它们对宿主免疫应答的影响。治疗失调的miRNA可能会成为新的传染病的诊断、预防和治疗策略。(https://www.nature.com/articles/s41392-018-0006-9,阅读原文及下载PDF可直接点击本文最下方“阅读原文”)周西坤教授为本文的第一作者,吴敏教授为本文通讯作者。




病原菌拥有多种入侵、生存和复制的策略,可导致哺乳动物(包括人类)许多致命疾病和流行病的发生。同时,宿主的免疫系统也具有非常复杂的免疫机制来抵抗细菌感染。宿主-病原体相互作用是疾病发生、发展和进展中最重要的部分,完整的免疫系统对宿主抵抗细菌感染至关重要。人体内有许多重要的监管机制参与宿主防御感染的各种病理过程,从而调控多种生物过程。宿主的免疫细胞(如淋巴细胞、先天性淋巴细胞、巨噬细胞和嗜中性粒细胞)是先天免疫系统的重要组成部分,可通过吞噬、分泌细胞因子和加强炎症反应来发现、处理和清除入侵的微生物。病原相关分子模式(PAMP)可与Toll样受体(TLR)、NOD样受体(NLR)和其他模式识别受体(PRR)相互作用以激活多种炎症信号,并进一步产生促炎性细胞因子或细胞炎性坏死。每种类型的PAMP都可以被其特异性受体识别。随后,适应性免疫应答也开始清除病原菌。一旦这些入侵者被清除,负免疫调节细胞因子和Th2细胞就会在平衡免疫反应中发挥重要作用,以避免过度的免疫反应和组织损伤。


最近的研究表明,微小RNA(microRNA)也参与了宿主抵抗细菌感染的免疫防御,并在其中发挥着重要作用。微小RNA(microRNA,缩写为miRNA)是进化上保守的小的(〜22个核苷酸)非编码RNA。miRNA是许多生物过程(如细胞增殖、分化、自噬、新陈代谢和免疫反应)的关键调节因子。 miRNA的失调还与各种疾病相关,包括癌症,自身免疫和心血管疾病等。


在这篇综述中,吴敏教授首先总结了在不同细菌感染过程中发现的失调的miRNA,包括幽门螺杆菌,沙门氏菌,铜绿假单胞菌,分枝杆菌,单核细胞增多性李斯特菌,金黄色葡萄球菌,淋球菌等。例如,幽门螺杆菌可能导致多种胃部疾病,如慢性活动性胃炎、消化性溃疡和胃癌。 目前已经有多项研究发现,幽门螺杆菌感染胃上皮细胞可导致miRNA的表达的改变,包括let-7,miR-30b,miR-210,miR-1289,miR-152  miR-200b,miR-155 ,miR-16和miR-146a。例如,在淋病奈瑟氏菌感染模型中,需要TLR4而不是TLR3来诱导巨噬细胞中的miR-718表达。 miR-718可以通过下调PTEN影响PI3K  AKT信号通路,同时还能增加AKT的磷酸化和细胞因子的产生。


随后,吴敏教授介绍了在细菌感染的过程中,miRNA与多种信号通路的相互调控作用,如 TLRsNF-κB 信号通路(如图1),自噬(如图2),细胞凋亡(如图3)。



<图1  Representative miRNAs in the regulation of TLR signaling.>



<图2  Representative miRNAs in the regulation of autophagy.>



图3  Representative miRNAs in the regulation of apoptosis.


最后,作用讨论了miRNA作为诊断生物标志物和治疗靶点的潜力,以及面临的挑战。



参考文献

(1) Chin W, Zhong G, Pu Q, Yang C, Lou W, Florez De Sessions P, Periaswamy B, Liang ZC, Gao S, Chu CW, Bianco S, Bao C, Ding X, Tong YW, Fan W, Wu M$, Hedick J$, Yang YY$. A macromolecular therapeutic approach to eradicate multidrug resistant bacterial infections while mitigating drug resistance onset. Nat Communications 2018;9917 httprdcu.beH9rX.

(2) Li R, Tan S, Yu M, Li X, He S, Wei Y, and Wu M. Pseudomonas aeruginosa evades host immunity by Type I CRISPR-Cas mediated endogenous targeting. Cell Research 2016;26(12)1273-1287. doi 10.1038cr.2016.135. (with accompany research highlight paper and cover image). httpwww.nature.comcrjournalv26n12fullcr2016135a.html.

(3) Li X, He S, Ye Y, Zhou X, Tan S, Jundt M.C., Lenz C, Lichter N, Hidebrand A, Wang Y, Li G, Huang C, and Wu M. Lyn delivers bacterial substance to lysosomes for eradication through TLR-2-initiated and autophagy-mediated phagocytosis. PLoS Pathogens 2016 Jan 6;12(1)e1005363. doi 10.1371journal.ppat.1005363.



吴敏   教授简介



吴敏教授目前就任美国北达科他州大学医学院教授(终身)。主要研究gram-negative细菌的发病机制(铜绿假单胞菌呼吸道感染和宿主-病原体相互作用),涉及自噬、非编码RNA和CRISPR-Cas过继性免疫系统对炎症反应调节。作为国际知名的肺部生物学和假单胞菌感染的科学家,吴教授首次确定了自噬介导的细菌宿主防御机制以及炎症调节中的microRNAs,在细菌感染研究方面做出了一系列创新性研究,获得了包括英国海外研究学生奖、泰特利勒普顿奖学金和北达科他大学合作研究奖等多个奖项,并在Cell Res, Nat Commun, Nat Microbiol, PNAS, Am J Respir Crit Care Med, Autophagy等国际知名杂志发表高水平SCI论文120余篇,担任Nanomedicine, J Immunol 等杂志副主编,也担任Nat Commun, Nat Microbiol, PNAS, Gastroenterology, Am J Respir Crit Care Med, Cell Res等知名学术刊物特邀审稿人,同时还作为评审专家参与中国“长江学者”特聘教授和“青年千人计划”评审。


Signal Transduction and Targeted Therapy简介

《Signal Transduction and Targeted Therapy》(STTT)是自然出版集团和四川大学华西医院生物治疗国家重点实验室合作出版的全英文生物医学专业期刊(网站:http://www.nature. com/sigtrans,点击本网站最下方"阅读原文”)。主编由美国俄亥俄州立大学Carlo M. Croce教授(美国三院院士,Cancer Research前主编),UCSD的张康教授、川大华西医院魏于全教授/院士担任。有来自全球等多个国家及地区的多位相关领域的近百位著名学者组成编委会。本杂志每周五发表文章,欢迎各位投稿,包括论著或综述。对于原创性成果采取“快速通道”模式,帮助作者以最快的速度发表文章,最快一周可接收。该杂志发表论文可免收发表费。该杂志投稿格式不限,正式发表之前再按杂志格式修改。感谢将此信息转发给您们的同事、朋友以及学生等。


Cite this article

Xikun Zhou, Xuefeng Li & Min Wu. miRNAs reshape immunity and inflammatory responses in bacterial infection. Signal Transduction and Targeted Therapyvolume 3, Article number 14 (2018) doi10.1038s41392-018-0006-9


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