人民网上海4月26日电 （记者 姜泓冰）细胞中数以万计的环形核糖核酸（RNA）是RNA分子家族中近年才被发现的“新人”。它们究竟有什么作用，人们所知尚少。中国科学院生物化学与细胞生物学研究所陈玲玲研究组4月25日在国际权威学术期刊《细胞》上发表新成果：首次发现这群拥有独特结构的环形RNA可以抑制天然免疫因子PKR的活性，在细胞受病毒感染时环形RNA被大规模“清除”从而释放PKR参与抗病毒免疫，揭示了病人体内环形RNA的“低含量”与自身免疫性疾病——系统性红斑狼疮疾病密切相关。
环形RNA是一类广泛表达，但在生物体内功能不详的新型非编码RNA分子家族。与已被证明与人类生命活动密切相关的长链核糖核酸不同，环形RNA尚有许多未解之谜。
生化与细胞所陈玲玲研究组专注于环形RNA研究，前期已证明环形RNA生成速度缓慢。近期，他们发现拥有闭环结构的环形RNA内部并不简单，能形成16-26个碱基对茎环结构。其独特的“造型”能够被天然免疫因子PKR识别并结合，由此，PKR活性受到抑制，可以避免生物体内因PKR过度激活引起的免疫反应。细胞中的核糖核酸酶RNase L在细胞受病毒刺激时可作用于环形RNA，将其“切割”降解，而缓慢的环形RNA生成速度不足以回补这些被降解的环形RNA，PKR得以释放参与细胞的抗病毒免疫过程。
红斑狼疮是一类人体自身免疫系统出现故障的疾病。研究人员通过检测红斑狼疮病人体内数据发现，在环形RNA降解中发挥重要“切割”功能的核糖核酸酶RNase L在病人体内处于“弱激活状态”，同时病人体内的环形RNA数量普遍很低，天然免疫因子PKR及其下游免疫信号通路则处于过度激活“运转”状态。科研人员使用技术手段增加免疫细胞内的环形RNA后，可以观察到过度激活“运转”的天然免疫因子PKR及其下游免疫信号通路被显著“控制”。
换个说法：环形RNA就像参与天然免疫系统调控稳定的“天使”，管理着抗病毒“卫士”天然免疫因子PKR的活性。在细胞受到病毒感染时，“天使”环形RNA会被大规模“清除”，从而释放抗病毒“卫士”参与抗病毒免疫反应；在抗病毒“卫士”PKR过度激活的自身免疫性疾病系统性红斑狼疮疾病病人体内，环形RNA因含量显著降低，而无法作为天然免疫系统调控稳定的“天使”继续发挥功能。
这些发现首次揭示了环形RNA的降解途径及其特殊二级结构特征，提示环形RNA作为之前被忽略的一类新RNA分子家族可以通过形成双链茎环结构发挥免疫调控的新功能。它们“缓慢生成”“快速降解”及“形成茎环结构”的特性，使其在调控免疫稳态过程中扮演重要角色。相关研究进展为环形RNA代谢和功能研究奠定了重要基础，也为红斑狼疮等自身免疫病的临床诊断和治疗提供了新思路。
生化与细胞所博士后刘楚霄、博士研究生李响和中国科学院—马普学会计算生物学伙伴研究所博士研究生南芳为该论文的共同第一作者，陈玲玲研究员为该论文的首要通讯作者，中科院马普研究所杨力研究员和上海交通大学医学院附属仁济医院沈南研究员为共同通讯作者。
原载于人民网 2019年4月26日
作者：姜泓冰
