lncRNA在接種疫苗后的免疫作用途徑

已知lncRNA參與幾種免疫過程，與人類免疫力普遍相關，但迄今為止還沒有關于lncRNA在疫苗應答中的重要性的報道。近日，綜合性期刊PNAS發(fā)表了一篇題名為：長的非編碼RNA參與接種疫苗的多種免疫途徑。該文章應用“系統(tǒng)疫苗學”框架來研究lncRNAs在疫苗介導的免疫過程中的作用。文章研究結果表明，lncRNAs是疫苗接種引起的幾個免疫過程中的重要參與者。

1.疫苗組群和微陣列平臺的重新注釋
用黃熱病疫苗（YF-17D）或滅活流感疫苗（IV）免疫的17名人類參與者的血液和外周血單核細胞（PBMC）表達數(shù)據(jù)進行了分析。這些組中的大多數(shù)包括在疫苗接種之前和之后收集的抗體滴度數(shù)據(jù)。將源自這些樣品的RNA雜交到微陣列上，并將原始數(shù)據(jù)保藏在Gene Expression Omnibus（GEO）和ArrayExpress數(shù)據(jù)庫中。在數(shù)據(jù)預處理之后，對每個數(shù)據(jù)集進行四種類型的分析以鑒定與疫苗誘導的免疫應答相關的lncRNA。為了鑒定代表lncRNA的探針，將來自每個微陣列平臺的探針序列與人基因組組裝hg38比對，并基于GENCODE版本24中描述的基因組特征重新注釋。由于每個微陣列平臺都含有針對特定基因組和lncRNA的探針，因此我們試圖表征平臺之間的交叉點。在IV和YF-17D疫苗群組中分別使用的所有微陣列平臺中同時檢測到總共204和91個lncRNA。當考慮微陣列平臺的不同組合時，這些數(shù)字增加。

2.lncRNAs在疫苗接種后呈現(xiàn)出相關的表達變化。
鑒定了數(shù)十種lncRNA，其表達在IV后1,3,7或14天后誘導或抑制，與基線相比較。在蛋白質編碼基因中，TNFRSF17，GGH和CD38在大多數(shù)隊列中接種后7天上調。對于IV組，MIAT和MCM3AP-AS1在接種后第1天下調。LINC01133和DANCR分別在疫苗接種后第3天和第7天上調。在所有組群中，蛋白質編碼基因TNFRSF17在IV后第7天被上調。對于YF-17D疫苗接種的隊列，差異表達的lncRNA包括AATBC，MAPKAPK5-AS1和LRRC75A-AS1。疫苗接種后IFN刺激基因表達的增加是YF-17D反應的標志，在第7天檢測到所有YF-17D隊列中IFI27表達的急劇且連貫的增加。接下來利用RNA測序研究這些lncRNA在不同免疫細胞中表達情況。之前曾參與控制由EZH2介導的組蛋白甲基化的DANCR在淋巴來源的細胞中特異性表達。與細胞增殖和凋亡相關的lncRNA AATBC在單核細胞中特異性表達

3.FAM30A lncRNA水平與鄰近免疫球蛋白重鏈基因的水平相關
我們還鑒定了在IV和YF-17D群組中其表達與抗體反應相關的lncRNA。在所有IV組群中具有最高相關性的lncRNA是FAM30A（KIAA0125），一種嵌入14號染色體上免疫球蛋白（Ig）重鏈（IgH）基因座的lncRNA。在大多數(shù)IV組中，F(xiàn)AM30A的表達與接種后第7天的抗體滴度水平呈正相關。與其他免疫細胞類型相比，在B細胞中觀察到更高的FAM30A表達水平。為了檢查共調節(jié)的證據(jù)，我們比較了FAM30A的表達水平與IV后第7天位于其基因組附近的4個IgH基因座基因的表達水平。該方法揭示了與IgH基因區(qū)段的強烈正相關，提示FAM30A在調節(jié)基因片段的表達和功能組織方面的潛在相關功能和順式調節(jié)作用。

4.lncRNA的模塊化表達分析
為了檢測IV群組之間的共享共表達模式，首先使用從基線到疫苗接種后第7天的樣本在每個群組中運行CEMiTool。接下來，將得到的模塊集成到共識網(wǎng)絡中，并使用旋轉玻璃方法識別16個內聚網(wǎng)絡子組，以下稱為區(qū)。這些社區(qū)富含不同的免疫相關細胞和過程，如單核細胞（CM1），血小板活化（CM4），T細胞（CM5），IFN反應（CM6），B細胞（CM7）和自然殺傷細胞（CM9）。然后使用社區(qū)作為基因集進行GSEA，并且將所有IV群組的平均基線log2倍數(shù)變化作為等級。這種方法揭示了社區(qū)在等同比較中在不同群組之間顯示出一致的表達模式。例如，CM1，CM3和CM6的基因在接種后第1天高度誘導，而CM7和CM8的基因在接種后第7天誘導。網(wǎng)絡社區(qū)包含數(shù)十種lncRNA。。例如，lncRNA PRKCQ-AS1是IV網(wǎng)絡中T細胞相關群落CM5的成員。 GSEA顯示，在所有IV組中，CM5在第1天始終下調。與PRKCQ-AS1連接的基因的子集在第1天也被廣泛下調。該子集的幾個成員是眾所周知的T細胞相關基因，例如CCR7，CD27，ITK，LEF1，THEMIS和SKAP1。這些發(fā)現(xiàn)表明PRKCQ-AS1可能與T細胞功能有關。使用YF-17D群組進行相同的模塊化分析，產生17個網(wǎng)絡社區(qū)。在與“骨髓細胞中的趨化因子”，“T細胞分化”和“血小板活化”相關的社區(qū)內發(fā)現(xiàn)了幾種lncRNA。

總結：
長鏈非編碼RNA（lncRNA）在多種生物過程中起著重要作用，但尚未探索它們在疫苗誘導免疫中的作用。發(fā)現(xiàn)lncRNA參與與疫苗引發(fā)的反應相關的不同免疫途徑。其中，我們發(fā)現(xiàn)lncRNA FAM30A的表達在B細胞中高，并且與位于其基因組附近的免疫球蛋白基因的表達相關。我們還確定了這些lncRNAs在一組兒童的RNA測序（RNA-seq）數(shù)據(jù)中的改變表達，這些數(shù)據(jù)來自鼻內減毒活流感疫苗的免疫接種，這表明在幾種不同的疫苗中具有共同的作用?？傊?，這些發(fā)現(xiàn)提供了證據(jù)表明lncRNA對疫苗接種誘導的免疫應答具有顯著影響。