蝙蝠细胞中 Dicer 对 SARS-CoV-2 基因组 RNA 的加工：抗病毒新机制与潜在治疗靶点

《Virology Journal》：Processing of genomic RNAs by Dicer in bat cells limits SARS-CoV-2 replication

为探究蝙蝠细胞对 SARS-CoV-2 复制产生的双链 RNA（dsRNA）的反应，研究人员开展相关研究，发现 Dicer 参与限制病毒复制，对理解蝙蝠抗病毒机制及相关疾病治疗有重要意义。

　　

蝙蝠与 SARS-CoV-2 的奇妙 “共处” 之秘：Dicer 的独特作用

在大自然的病毒 “库藏” 中，蝙蝠无疑是一个独特的存在。众多在其他动物和人类身上引发严重疾病的病毒，却能在蝙蝠体内 “和平共处”。就拿冠状病毒家族来说，蝙蝠不仅携带了约 4800 种冠状病毒，占已知蝙蝠病毒的 30%，还是人类冠状病毒 HCoV-229E 和 HCoV-NL63 的起源，更是 SARS-CoV、MERS-CoV 以及 SARS-CoV-2 的潜在源头。

SARS-CoV-2 自 2019 年底出现以来，给全球带来了巨大的挑战。它与 SARS-CoV 和 MERS-CoV 在基因序列上有一定相似性，主要通过结合血管紧张素转化酶 2（ACE2）受体进入宿主细胞，引发一系列疾病。然而，蝙蝠作为这些病毒的天然宿主，却能在携带病毒的同时不表现出明显病症，这背后的机制一直是科学界探索的热点。

此前研究提出了多种假设来解释蝙蝠对病毒的耐受性。例如，飞行时蝙蝠体温升高，类似其他哺乳动物的发热反应，这可能对病毒产生选择性压力；蝙蝠免疫系统也发生了诸多变化，免疫相关基因比例较低，且在病毒感染时，I 型和 II 型干扰素（IFN）产生受到抑制，炎症反应被调控，NLRP3 炎性小体激活也受到抑制，这些都使得蝙蝠的免疫反应更倾向于与病毒 “和平共处” 。

在这样的背景下，美国南密西西比大学（University of Southern Mississippi）的研究人员 Iyanuoluwani J. Owolabi 等人开展了一项重要研究，旨在揭示蝙蝠细胞对 SARS-CoV-2 复制产生的双链 RNA（dsRNA）的反应机制，相关成果发表在《Virology Journal》上。

研究人员运用了多种关键技术方法。首先是细胞培养技术，培养了蝙蝠肺上皮细胞系 TBLU、人胚肾细胞系 HEK293 和非洲绿猴肾上皮细胞系 Vero E6 等。其次，利用 RNA 干扰（RNAi）技术构建了 Dicer 基因敲低（DKD）的 TBLU-ACE2 细胞系。此外，通过免疫荧光测定评估 SARS-CoV-2 感染情况，采用逆转录定量聚合酶链反应（RT-qPCR）检测基因表达，运用 Western blot 检测蛋白表达，还进行了小 RNA 测序分析和 mRNA 测序分析等，从多个层面深入探究相关机制。

研究结果

1. 建立允许 SARS-CoV-2 感染的 TBLU 细胞系：由于 TBLU 细胞缺乏 ACE2，无法被 SARS-CoV-2 感染。研究人员构建了稳定表达人 ACE2 的 TBLU-ACE2 细胞系。免疫染色和 qPCR 结果显示，TBLU-ACE2 细胞成功被感染，且能检测到病毒亚基因组 RNA（sgRNAs），这表明 SARS-CoV-2 不仅能进入并感染 TBLU-ACE2 细胞，还能进行有效复制并产生 dsRNA。
2. Dicer 敲低导致病毒复制增加和 vsiRNA 积累减少：在 TBLU-ACE2 细胞中利用 RNAi 技术敲低 Dicer 表达，结果发现 DKD 细胞中病毒复制显著高于对照细胞。对小 RNA 测序分析发现，敲低 Dicer 后，20 - 24nt 的反义 vsiRNAs 丰度降低，且具有 Dicer 加工特征的 20 - 24nt 对称读对数量明显减少，这表明 Dicer 参与了对 SARS-CoV-2 基因组 RNA 的加工，生成 vsiRNAs，从而限制病毒复制。
3. SARS-CoV-2 感染重塑宿主小 RNA 谱：研究发现，SARS-CoV-2 感染后，TBLU-ACE2 细胞内源性小 RNA 表达发生显著变化，约 68% 的位点差异表达，其中约 84% 的潜在 Dicer 加工位点在感染后差异表达。同时，感染后小 RNA 的大小分布也发生改变，miRNA 表达增加且加工精度降低，这表明病毒感染对 Dicer 活性产生了显著影响。
4. 蝙蝠细胞对 SARS-CoV-2 感染的替代抗病毒反应：对感染后 TBLU-ACE2 细胞的 mRNA 表达分析显示，Dicer 和 TLR3 表达上调，而 PKR、OAS3 和 MX1 未显著变化，这与其他哺乳动物对 dsRNA 的典型反应不同。用 Poly（I:C）处理 TBLU-ACE2 细胞后，发现细胞对 dsRNA 的反应与 SARS-CoV-2 感染时相反，且蝙蝠细胞中 PKR 激活存在障碍，可能无法像人类一样磷酸化 eIF2α。此外，激活类似人类的 PKR 反应会增加蝙蝠细胞的细胞毒性，这表明蝙蝠细胞通过绕过 PKR - eIF2α 途径，依赖其他方法如 Dicer 活性来限制病毒感染。

研究结论与意义

综合研究结果表明，SARS-CoV-2 的 RNA 在蝙蝠细胞中会被 Dicer 加工，生成 vsiRNA，Dicer 介导的基因组 RNA 加工是蝙蝠抗病毒反应的关键组成部分。蝙蝠能够处理 dsRNA 积累且细胞毒性较低，感染后转录组重塑，包括内源性小 RNA 加工的变化，同时蝙蝠通过减弱 PKR 反应等方式避免翻译停滞和炎症反应，使其能够耐受高病毒载量，与 SARS-CoV-2 等致命 RNA 病毒共存而不发病。

这项研究为理解蝙蝠的抗病毒机制提供了新的视角，揭示了 Dicer 在蝙蝠应对 SARS-CoV-2 感染中的重要作用，这种作用在其他哺乳动物中未被观察到。此外，研究还提示了针对 SARS-CoV-2 和其他致命冠状病毒的 dsRNA 生成过程进行干预，可能是减轻免疫相关损伤的新策略，为开发相关治疗方法提供了潜在的靶点和思路，对人类抗击冠状病毒感染具有重要的理论和实践意义。