lncRNA在接种疫苗后的免疫作用途径

已知lncRNA参与几种免疫过程，与人类免疫力普遍相关，但迄今为止还没有关于lncRNA在疫苗应答中的重要性的报道。近日，综合性期刊PNAS发表了一篇题名为：长的非编码RNA参与接种疫苗的多种免疫途径。该文章应用“系统疫苗学”框架来研究lncRNAs在疫苗介导的免疫过程中的作用。文章研究结果表明，lncRNAs是疫苗接种引起的几个免疫过程中的重要参与者。

1.疫苗组群和微阵列平台的重新注释
用黄热病疫苗（YF-17D）或灭活流感疫苗（IV）免疫的17名人类参与者的血液和外周血单核细胞（PBMC）表达数据进行了分析。这些组中的大多数包括在疫苗接种之前和之后收集的抗体滴度数据。将源自这些样品的RNA杂交到微阵列上，并将原始数据保藏在Gene Expression Omnibus（GEO）和ArrayExpress数据库中。在数据预处理之后，对每个数据集进行四种类型的分析以鉴定与疫苗诱导的免疫应答相关的lncRNA。为了鉴定代表lncRNA的探针，将来自每个微阵列平台的探针序列与人基因组组装hg38比对，并基于GENCODE版本24中描述的基因组特征重新注释。由于每个微阵列平台都含有针对特定基因组和lncRNA的探针，因此我们试图表征平台之间的交叉点。在IV和YF-17D疫苗群组中分别使用的所有微阵列平台中同时检测到总共204和91个lncRNA。当考虑微阵列平台的不同组合时，这些数字增加。

2.lncRNAs在疫苗接种后呈现出相关的表达变化。
鉴定了数十种lncRNA，其表达在IV后1,3,7或14天后诱导或抑制，与基线相比较。在蛋白质编码基因中，TNFRSF17，GGH和CD38在大多数队列中接种后7天上调。对于IV组，MIAT和MCM3AP-AS1在接种后第1天下调。LINC01133和DANCR分别在疫苗接种后第3天和第7天上调。在所有组群中，蛋白质编码基因TNFRSF17在IV后第7天被上调。对于YF-17D疫苗接种的队列，差异表达的lncRNA包括AATBC，MAPKAPK5-AS1和LRRC75A-AS1。疫苗接种后IFN刺激基因表达的增加是YF-17D反应的标志，在第7天检测到所有YF-17D队列中IFI27表达的急剧且连贯的增加。接下来利用RNA测序研究这些lncRNA在不同免疫细胞中表达情况。之前曾参与控制由EZH2介导的组蛋白甲基化的DANCR在淋巴来源的细胞中特异性表达。与细胞增殖和凋亡相关的lncRNA AATBC在单核细胞中特异性表达

3.FAM30A lncRNA水平与邻近免疫球蛋白重链基因的水平相关
我们还鉴定了在IV和YF-17D群组中其表达与抗体反应相关的lncRNA。在所有IV组群中具有最高相关性的lncRNA是FAM30A（KIAA0125），一种嵌入14号染色体上免疫球蛋白（Ig）重链（IgH）基因座的lncRNA。在大多数IV组中，FAM30A的表达与接种后第7天的抗体滴度水平呈正相关。与其他免疫细胞类型相比，在B细胞中观察到更高的FAM30A表达水平。为了检查共调节的证据，我们比较了FAM30A的表达水平与IV后第7天位于其基因组附近的4个IgH基因座基因的表达水平。该方法揭示了与IgH基因区段的强烈正相关，提示FAM30A在调节基因片段的表达和功能组织方面的潜在相关功能和顺式调节作用。

4.lncRNA的模块化表达分析
为了检测IV群组之间的共享共表达模式，首先使用从基线到疫苗接种后第7天的样本在每个群组中运行CEMiTool。接下来，将得到的模块集成到共识网络中，并使用旋转玻璃方法识别16个内聚网络子组，以下称为区。这些社区富含不同的免疫相关细胞和过程，如单核细胞（CM1），血小板活化（CM4），T细胞（CM5），IFN反应（CM6），B细胞（CM7）和自然杀伤细胞（CM9）。然后使用社区作为基因集进行GSEA，并且将所有IV群组的平均基线log2倍数变化作为等级。这种方法揭示了社区在等同比较中在不同群组之间显示出一致的表达模式。例如，CM1，CM3和CM6的基因在接种后第1天高度诱导，而CM7和CM8的基因在接种后第7天诱导。网络社区包含数十种lncRNA。。例如，lncRNA PRKCQ-AS1是IV网络中T细胞相关群落CM5的成员。 GSEA显示，在所有IV组中，CM5在第1天始终下调。与PRKCQ-AS1连接的基因的子集在第1天也被广泛下调。该子集的几个成员是众所周知的T细胞相关基因，例如CCR7，CD27，ITK，LEF1，THEMIS和SKAP1。这些发现表明PRKCQ-AS1可能与T细胞功能有关。使用YF-17D群组进行相同的模块化分析，产生17个网络社区。在与“骨髓细胞中的趋化因子”，“T细胞分化”和“血小板活化”相关的社区内发现了几种lncRNA。

总结：
长链非编码RNA（lncRNA）在多种生物过程中起着重要作用，但尚未探索它们在疫苗诱导免疫中的作用。发现lncRNA参与与疫苗引发的反应相关的不同免疫途径。其中，我们发现lncRNA FAM30A的表达在B细胞中高，并且与位于其基因组附近的免疫球蛋白基因的表达相关。我们还确定了这些lncRNAs在一组儿童的RNA测序（RNA-seq）数据中的改变表达，这些数据来自鼻内减毒活流感疫苗的免疫接种，这表明在几种不同的疫苗中具有共同的作用。总之，这些发现提供了证据表明lncRNA对疫苗接种诱导的免疫应答具有显着影响。