C型肝炎ウイルスによるマイクロRNA miR-373の増強は、JAK/STATシグナル伝達経路を損なう

Hepatitis C virus-mediated enhancement of microRNA miR-373 impairs the JAK/STAT signaling pathway.

• Anupam Mukherjee
• Adrian M Di Bisceglie
• Ratna B Ray

抄録

アンラベル:

C型肝炎ウイルス（HCV）は世界的に深刻な健康問題であり、世界中のかなりの数の感染者で慢性感染を確立している。インターフェロン（IFN）およびIFN刺激遺伝子（ISG）はHCV感染中に増幅されるが、多数の感染者において肝臓からウイルスを排除することに失敗し、そのメカニズムは完全には解明されていない。マイクロRNA（miRNA）は、IFNシグナル伝達を含む多くの生物学的プロセスの制御に関与している。宿主抗ウイルス応答の抑制のためのHCVの可能な対策における細胞性miRNAの役割についてより多くの洞察を得るために、in vitro細胞培養で増殖したHCVに感染した初代ヒト肝細胞を用いてmiRNAアレイを行った。HCV感染ヒト初代肝細胞では、一群のmiRNAが変調されていた。このmiRNAはHCV感染初代ヒト肝細胞で有意にアップレギュレートされていたため、我々はmiR-373に注目した。ここでは、HCV感染との関連でmiR-373の機能を解析した。HCV感染は、肝細胞およびHCV感染肝生検標本においてmiR-373の発現をアップレギュレートした。さらに、miR-373がIFNシグナル伝達経路の重要な因子であるJanus kinase 1（JAK1）およびIFN-regulating factor 9（IRF9）を直接標的としていることを発見した。HCVによるmiR-373のアップレギュレーションはまた、ISG因子3（ISGF3）複合体形成およびISG発現に関与するSTAT1リン酸化を阻害した。肝細胞におけるmiR-373のノックダウンは、JAK1およびIRF9の発現を増強し、HCV RNA複製を減少させた。以上の結果から、miR-373はHCV感染時にアップレギュレーションされ、JAK1とIRF9を抑制することでタイプIFNシグナル伝達経路をネガティブに制御していることが明らかになった。この結果は、抗ウイルス介入のための治療アプローチの可能性を提供するものである。

UNLABELLED: Hepatitis C virus (HCV) is a serious global health problem and establishes chronic infection in a significant number of infected humans worldwide. Interferon (IFN) and IFN-stimulated genes (ISGs) are amplified during HCV infection but fail to eliminate virus from the liver in a large number of infected patients, and the mechanism is not fully understood. MicroRNAs (miRNAs) have been implicated in the control of many biological processes, including IFN signaling. To gain more insights into the role of cellular miRNAs in possible countermeasures of HCV for suppression of the host antiviral response, a miRNA array was performed by using primary human hepatocytes infected with in vitro cell culture-grown HCV. A group of miRNAs were modulated in HCV-infected primary human hepatocytes. We focused on miR-373, as this miRNA was significantly upregulated in HCV-infected primary human hepatocytes. Here, we analyzed the function of miR-373 in the context of HCV infection. HCV infection upregulates miR-373 expression in hepatocytes and HCV-infected liver biopsy specimens. Furthermore, we discovered that miR-373 directly targets Janus kinase 1 (JAK1) and IFN-regulating factor 9 (IRF9), important factors in the IFN signaling pathway. The upregulation of miR-373 by HCV also inhibited STAT1 phosphorylation, which is involved in ISG factor 3 (ISGF3) complex formation and ISG expression. The knockdown of miR-373 in hepatocytes enhanced JAK1 and IRF9 expression and reduced HCV RNA replication. Taken together, our results demonstrated that miR-373 is upregulated during HCV infection and negatively regulated the type I IFN signaling pathway by suppressing JAK1 and IRF9. Our results offer a potential therapeutic approach for antiviral intervention.

重要性:

慢性HCV感染は、世界的に末期肝疾患の主要な原因の1つである。最近の直接作用型抗ウイルス薬（DAA）療法の導入は非常に心強いものであるが、感染者の中にはこの療法に反応しない者もいる。さらに、これらの薬剤はHCVの非構造タンパク質を標的としており、選択的な圧力がかかると、ウイルスが耐性株を形成する可能性がある。したがって、IFNシグナルの障害を理解することは、追加の治療モダリティの設計に役立つであろう。本研究では、HCV媒介によるmiR-373のアップレギュレーションの証拠を提供し、miR-373がJAK1/IRF9分子を標的とすることでIFNシグナルを障害することを示す。miR-373のノックダウンは、インターフェロン刺激遺伝子の発現をアップレギュレートすることでHCV複製を阻害した。これらの結果は、HCV感染におけるmiR-373の役割に関する新たな機序的洞察を提供し、HCV感染に対する新たな標的の可能性を示唆するものであった。

IMPORTANCE: Chronic HCV infection is one of the major causes of end-stage liver disease worldwide. Although the recent introduction of direct-acting antiviral (DAA) therapy is extremely encouraging, some infected individuals do not respond to this therapy. Furthermore, these drugs target HCV nonstructural proteins, and with selective pressure, the virus may develop a resistant strain. Therefore, understanding the impairment of IFN signals will help in designing additional therapeutic modalities. In this study, we provide evidence of HCV-mediated upregulation of miR-373 and show that miR-373 impairs IFN signaling by targeting JAK1/IRF9 molecules. The knockdown of miR-373 inhibited HCV replication by upregulating interferon-stimulating gene expression. Together, these results provided new mechanistic insights into the role of miR-373 in HCV infection and suggest a new potential target against HCV infection.

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