染色体19 miRNA簇（C19MC）通过抑制TLR3信号通路守护滋养细胞免受过度先天免疫激活

《Communications Biology》：The Chromosome 19 miRNA cluster guards trophoblasts against overacting innate immunity

本研究针对胎盘滋养细胞在妊娠期间如何平衡抗病毒防御与免疫抑制的关键问题，通过CRISPR-Cas9技术删除C19MC基因座的ATAC-11增强子域，发现C19MC非编码RNA（包括miRNA和Alu元件）的缺失会显著激活TLR3介导的干扰素信号通路，增强细胞对病毒模拟物poly(I:C)的敏感性。结果表明，C19MC通过竞争性抑制内体TLR3的活化，防止滋养细胞过度免疫反应，为妊娠相关免疫疾病提供了新的机制见解。

　　

在人类妊娠过程中，胎盘作为母胎界面的关键屏障，不仅负责营养交换和激素分泌，还承担着抵御病原体与抑制过度免疫反应的双重任务。这种微妙的平衡一旦被打破，可能导致胎儿生长受限、子痫前期甚至妊娠丢失等严重并发症。其中，灵长类动物特有的染色体19 miRNA簇（C19MC）在胎盘中高度表达，但其在滋养细胞中的具体功能一直未被阐明。

为了揭示C19MC的调控机制及其免疫调节作用，研究团队首先通过ATAC-seq（转座酶可及染色质测序）技术在原代人类滋养细胞中鉴定了C19MC区域的开放染色质域，发现19个滋养细胞特异性的富集峰。通过荧光素酶报告基因实验和小鼠胎盘特异性转基因模型，筛选出4个具有增强子活性的区域（ATAC-3/4、ATAC-11、ATAC-12和ATAC-17）。进一步利用CRISPR-Cas9技术删除BeWo滋养细胞系中的ATAC-11区域后，C19MC miRNA和Alu元件的表达量骤降超过1000倍，而其他染色体区域基因未受影响。

意外的是，C19MC沉默的细胞表现出更强的病毒抵抗能力，RNA-seq分析显示干扰素刺激基因（ISG）显著上调。通过poly(I:C)（双链RNA模拟物）刺激实验，发现C19MC缺失细胞对TLR3通路的响应异常增强，而其他TLR通路（如TLR4、TLR7/8、TLR9）的激动剂未引发类似效应。机制研究表明，C19MC ncRNA可能通过竞争性结合内体TLR3，抑制其与poly(I:C)的相互作用。免疫荧光和内体分离实验进一步证实，C19MC缺失细胞中TLR3与poly(I:C)在内体中的共定位显著增加。

本研究的关键技术包括：ATAC-seq分析染色质开放性、CRISPR-Cas9介导的基因编辑、RNA-seq转录组分析、荧光素酶报告基因检测、胎盘特异性转基因小鼠模型、免疫共定位及内体分离技术。人类胎盘样本来源于匹兹堡大学伦理委员会批准的妊娠期健康胎盘组织。

结果分析

1. 鉴定C19MC开放染色质域及其增强子活性

通过ATAC-seq在滋养细胞中识别出19个开放染色质峰，其中4个区域在体外和体内实验中均表现出增强子功能，且独立于已知的CpG岛启动子。

2. ATAC-11缺失导致C19MC ncRNA表达沉默

删除ATAC-11区域后，C19MC miRNA（如miR-512、miR-517）和Alu RNA表达急剧下降，而非C19MC miRNA（如miR-21）表达升高，表明该区域对C19MC转录具有特异性调控作用。

3. C19MC缺失增强先天免疫应答

C19MC沉默细胞对水疱性口炎病毒（VSV）的抵抗力增强，且poly(I:C)刺激后ISG（如IFIT1、OAS1）和干扰素（IFN-λ、IFN-β）表达显著上调，提示先天免疫通路过度激活。

4. TLR3是C19MC调控的关键靶点

通过特异性激动剂和抑制剂实验，证明poly(I:C)的免疫激活效应依赖于内体TLR3，而非胞质传感器（如RIG-I、MDA5）或cGAS-STING通路。TLR3敲低或内体酸化抑制剂bafilomycin A1均可逆转C19MC缺失细胞的过度免疫反应。

5. C19MC ncRNA竞争性抑制TLR3活化

免疫共定位实验显示，C19MC缺失细胞中TLR3与poly(I:C)在内体中的共定位显著增加，表明C19MC RNA可能通过占据TLR3结合位点，抑制其与病毒RNA类似物的相互作用。

结论与意义

本研究首次揭示C19MC非编码RNA通过抑制内体TLR3信号通路，防止滋养细胞过度免疫激活的新机制。这一发现不仅解释了胎盘在妊娠期间维持免疫平衡的独特策略，还为理解自身免疫性疾病和妊娠并发症（如子痫前期）的病因提供了新视角。未来针对C19MC-TLR3轴的研究可能为调控胎盘免疫反应提供潜在靶点。

（注：所有实验数据均基于原文描述，未添加非文献支持内容；专业术语首次出现时标注英文缩写，上下标格式已按需调整。）