南京大学发现中药金银花可产生microRNA直接靶向甲型流感病毒

2014-10-28 13:37 · JimmyFrank

南京大学张辰宇团队最新研究发现,一种植物miRNA—microRNA2911可以直接靶向作用于H1N1, H5N1和H7N9等数类甲型流感病毒 (influenza a virus,IAV)。这项重要发现于10月7日发布于Cell research。

       南京大学张辰宇团队最新研究发现,一种植物miRNA—microRNA2911可以直接靶向作用于H1N1, H5N1和H7N9等数类甲型流感病毒 (influenza a virus,IAV)。这项重要发现于10月7日发布于Cell research。

       在以往研究中,该团队已证实,哺乳动物的组织和细胞会主动分泌miRNA,进入血清和血浆中,并能稳定存在,可作为新型疾病标记物,也能发挥细胞内分子信号传递作用。该团队还报道过植物miRNA可通过摄食进入摄食者血液和组织。而且一旦进入摄食者体内,源自食物的外源性miRNA就可以通过调控宿主靶基因,影响动物的生理状态。

      此项研究中,研究者通过miRNA测序,确认microRNA2911能在金银花煎剂中选择性地富集,且小鼠饮用金银花煎剂后,miR-2911能被递送进入血浆和肺部组织中。之后,他们证实microRNA2911可通过靶向作用于PB2 和NS1这两个流感病毒复制必需的基因,抑制多种流感病毒;给小鼠饮用金银花汤剂,可预防其感染IAV,并降低小鼠感染H5N1病毒后的死亡率,而且人工合成的microRNA2911(由锐博生物合成)与金银花煎剂中的内源性microRNA2911都能有效保护动物免受病毒感染,这种保护作用依赖于microRNA2911在PB2或NS1基因mRNA上的结合位点。最后,microRNA2911还能有效抑制流感病毒 H5N1 和 H7N9的复制,预示其具广谱抗甲流效果。

       这项发现的重要性体现在如下几个方面:

  • 率先确定了microRNA2911为直接靶向甲型流感病毒的活性成分。

       历史上,H1N1病毒所引起的西班牙大流感曾经导致数千万人死亡。最近出现的由H5N1和H7N9等致病型IAV所导致的死亡案例,足可见这些病毒已对公共健康构成威胁。由于IAV变异和进化都很快速,现在迫切需要寻找新的方法,预防和治疗IAV感染。考虑到以上情况,植物microRNA2911堪称抑制IAV感染的理想分子,富含microRNA2911的金银花煎剂或可被广泛用于防治IAV。

  • 首次证实自然产物能直接靶向病毒。

自从弗莱明发现青霉素的将近一个世纪中,人们一直都在开发新型抗生素,用于治疗细菌感染。可惜的是,迄今为止尚未发现任何可有效对抗病毒感染的天然产物。而作为首个发现可直接杀灭多种IAV的天然产物,植物microRNA2911不仅是首个被证实可直接靶向IAV的传统中药活性成分,也很可能代表一类可有效并直接抑制病毒感染的自然产物。该团队同时进行的另一项研究初步结果已表明,microRNA2911不仅可以直接靶向IAV,甚至还可直接靶向作用于埃博拉病毒。microRNA2911堪称“病毒界青霉素”,直接用于对抗多种病毒。

  • 证实金银花煎剂中的microRNA2911生理浓度足以对抗甲流病毒。

几千年来,中国人一直服用金银花(又名忍冬)煎剂治疗流感。研究结果显示,金银花煎剂具广谱抗病毒活性。服用金银花茶/煎剂,是临床上更简便的方式。这些结果还能支持他们先前的一项发现,外源性的miRNA通过饮食,可被哺乳动物胃肠道有效地吸收,并能对细胞起到重要的调控作用。

  • 进一步证实外源性小RNA可通过饮食进入动物体内,运送至各组织,且浓度足以产生生理功能。

小鼠饮用金银花汤剂后,肺部microRNA2911的峰值是每100pg总RNA中2.6× 10-5 fmol (相当于15600拷贝数)。设从每35mg小鼠肺组织中能提取70 μg总RNA,且每只小鼠肺最多重0.12g,包含1.1-1.2亿个细胞,则估计每个细胞中存在300~400 个microRNA2911拷贝。同时,通过U6 snRNA标准化,对microRNA2911拷贝数进行量化,得到结果甚至高达每肺细胞中约1600份拷贝。对microRNA2911的量化结果,与他们先前的研究结果相符,即以新鲜大米喂食小鼠后,其肝细胞中MIR168a的拷贝数最高可达每细胞中800份拷贝。