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）表達數據進行了分析。這些組中的大多數包括在疫苗接種之前和之后收集的抗體滴度數據。將源自這些樣品的RNA雜交到微陣列上，并將原始數據保藏在Gene Expression Omnibus（GEO）和ArrayExpress數據庫中。在數據預處理之后，對每個數據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，這些數字增加。

2.lncRNAs在疫苗接種后呈現出相關的表達變化。
鑒定了數十種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IV組中，FAM30A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，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絡中，并使用旋轉玻璃方法識別16個內聚網絡子組，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。網絡社區(qū)包含數十種lncRNA。。例如，lncRNA PRKCQ-AS1是IV網絡中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）數據中的改變表達，這些數據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)現提供了證據表明lncRNA對疫苗接種誘導的免疫應答具有顯著影響。