A comparative analysis of miRNA expression in human lung epithelial cells during infection with influenza virus and RNAse treatment

封面

如何引用文章

全文:

详细

The influenza virus is capable of causing an acute respiratory infection that affects 5 to 20% of the human population annually. The spread of the influenza virus epidemic occurs within a short period of time due to its high contagiousness. In addition, the annual circulation of the virus among livestock and waterfowl increases for new strains a risk of zoonotic transmission to human populations with unestablished yet immunity. In addition, several high virulence pandemic strains have emerged in the past, and the threat of a new pandemic strain is constantly present. The identification of the physiological and molecular aspects related to influenza A can help developing therapeutic approaches to lower side effects associated with the disease caused by this virus. The RNA profile in human cells changes after exposure to influenza virus. Currently, scientists have been increasingly paying attention to study of microRNAs capable of regulating gene expression. Thus, microRNAs may play a critical role in a wide range of biological processes and have been previously shown to be important effectors in multilayered host-pathogen interplay. The study of the quantitative and qualitative miRNA composition is an important tool for diagnosing and treating various diseases at an early stage. The aim of this work is to analyze the microRNA profile for investigating an effect of influenza A (H1N1) virus on human lung epithelial adenocarcinoma cells. The microRNA fraction was isolated by using phenol-chloroform extraction and analyzed with high-throughput sequencing on the SOLiD 550xl wildfire platform using bioinformatic methods. The study examined 129 mature microRNAs from uninfected cells treated with Bacillus pumilus RNAse as well as cells infected with the influenza A (H1N1) virus. It was found that uninfected cells treated with RNase contained 2-fold more different microRNAs that can participate in suppressing carcinogenesis. The peak expression in influenza virus-infected cells is observed for miR-6884-5p. For cells treated with RNase, the peak expression is observed for miR-3923 that was higher by 400-fold than in cells infected with the influenza virus. We hypothesize that intact viruses or their intracellular components are able to alter cellular metabolism by skewing it to decreased resistance to carcinogenesis processes.

作者简介

Irina Baichurina

Kazan (Volga Region) Federal University

Email: letovaira1995@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2608-8325
https://kpfu.ru/main?p_id=40904

Junior Researcher, Institute of Fundamental Medicine and Biology

俄罗斯联邦, 420008, Kazan, Kremlevskaya str., 18

M. Markelova

Kazan (Volga Region) Federal University

Email: mimarkelova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-7445-2091

PhD Student, Researcher, Institute of Fundamental Medicine and Biology

俄罗斯联邦, 420008, Kazan, Kremlevskaya str., 18

R. Shah Mahmud

Kazan (Volga Region) Federal University

编辑信件的主要联系方式.
Email: raihan.shah@kpfu.ru
ORCID iD: 0000-0002-6543-688X

PhD (Biology), Associate Professor, Senior Researcher, Institute of Fundamental Medicine and Biology

俄罗斯联邦, 420008, Kazan, Kremlevskaya str., 18

参考

  1. Летова И.А., Мадумаров С.А., Сысоева М.А., Шах Махмуд Р.З. Ускоренный и эффективный метод выделения микроРНК из плазмы крови человека // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2019. Т. 9, № 1. C. 53–59. [Letova I.A., Madumarov S.A., Sysoyeva M.A., Shah Mahmud R.Z. Accelerated and efficient method for isolating microRNA from human blood plasma. Izvestiya vuzov. Prikladnaya khimiya i biotekhnologiya = Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology, 2019, vol. 9, no. 1, pp. 53–59. (In Russ.)] doi: 10.21285/2227-2925-2019-9-1-53-59
  2. Макарова Ю.А., Крамеров Д.А. Некодирующие РНК // Биохимия. 2007. Т. 72, № 11. C. 1427–1448. [Makarova Yu.A., Kramerov D.A. Non-coding RNA. Biokhimiya = Biochemistry, 2007, vol. 72, no. 11, pp. 1427–1448. (In Russ.)]
  3. Anders S., Huber W. Differential expression of RNA-Seq data at the gene level — the DESeq package. Heidelberg: European Molecular Biology Laboratory (EMBL), 2012, p. 24.
  4. Boudouresque F., Siret C., Dobric A., Silvy F., Soubeyran P., Iovanna J., Lombardo D., Berthois Y. Ribonuclease MCPiP1 contributes to the loss of micro-RNA-200 family members in pancreatic cancer cells. Oncotarget, 2018, vol. 9, no. 89, pp. 35941–35961. doi: 10.18632/oncotarget.26310
  5. Carr S.B., Adderson E.E., Hakim H., Xiong X.P., Yan X.W., Caniza M. Clinical and demographic characteristics of seasonal influenza in pediatric patients with cancer. Pediatr. Infect. Dis. J., 2012, vol. 31, no. 11, pp. 202–207. doi: 10.1097/INF.0b013e318267f7d9
  6. Chen C.J., Heard E. Small RNAs derived from structural non-coding RNAs. Methods, 2013, vol. 63, no. 1, pp. 76–84. doi: 10.1016/ j.ymeth.2013.05.001
  7. Chomczynski P., Sacchi N. Single-step method of RNA isolation by acid guanidinium thiocyanate phenol chloroform extraction. Anal. Biochem., 1987, vol. 162, no. 1, pp. 156–159. doi: 10.1016/0003-2697(87)90021- 2
  8. Correia C.N., Nalpas N.C., McLoughlin K.E., Browne J.A., Gordon S.V., MacHugh D.E., Shaughnessy R.G. Circulating microRNAs as potential biomarkers of infectious diseases. Front. Immunol., 2017, vol. 8: 118. doi: 10.3389/fimmu.2017.00118
  9. Iheagwara U.K., Beatty P.L., Van P.T., Ross T.M., Minden J.S., Finn O.J. Influenza virus infection elicits protective antibodies and T cells specific for host cell antigens also expressed as tumor associated antigens: a new view of cancer immunosurveillance. Cancer Immunol. Res., 2014, vol. 2, no. 3, pp. 263–273. doi: 10.1158/2326-6066.CIR-13- 0125
  10. Ilinskaya O.N., Singh I., Dudkina E., Ulyanova V., Kayumov A., Barreto G. Direct inhibition of oncogenic KRAS by Bacillus pumilus ribonuclease (binase). Biochim. Biophys. Acta, 2016, vol. 1863, pp. 1559–1567. doi: 10.1016/j.bbamcr.2016.04.005
  11. Jadideslam G., Ansarin K., Sakhinia E., Babaloo Z., Abhari A., Ghahremanzadeh K., Khalili M., Radmehr R., Kabbazi A. Diagnostic biomarker and therapeutic target applications of miR-326 in cancers: a systematic review. J. Cell. Physiol., 2019, vol. 234, no. 12, pp. 21560–21574. doi: 10.1002/jcp.28782
  12. Kotecha R.S., Wadia U.D., Jacoby P., Ryan A.L., Blyth C.C., Keil A.D., Gottardo N.G., Cole C.H., Barr I.G., Richmond P.C. Immunogenicity and clinical effectiveness of the trivalent inactivated influenza vaccine in immunocompromised children undergoing treatment for cancer. Cancer Med., 2016, vol. 5, no. 2, pp. 285–293. doi: 10.1002/cam4.596
  13. Kozomara A., Griffiths-Jones S. miRBase: annotating high confidence microRNAs using deep sequencing data. Nucleic Acids Res., 2014. vol. 42, no. D1, pp. 68–73. doi: 10.1093/nar/gkt1181
  14. Kuznetsova I., Arnold T., Aschacher T., Schwager C., Hegedus B., Garay T., Stukova M., Pisareva M., Pleschka S., Bergmann M., Egorov A. Targeting an oncolytic influenza A virus to tumor tissue by elastase. Mol. Ther. Oncolytics, 2017, vol. 7, pp. 37–44. doi: 10.1016/j.omto.2017.09.002
  15. Langmead B. Aligning short sequencing reads with Bowtie. Curr. Protoc. Bioinform., 2010, vol. 11: 11.7. doi: 10.1002/0471250953.bi1107s32
  16. Li X., Deng S.J., Zhu S., Jin Y., Cui S.P., Chen J.Y., Xiang C., Li Q.Y., He C., Zhao S.F., Chen H.Y., Niu Y., Liu Y., Deng S.C., Wang C.Y., Zhao G. Hypoxia-induced lncRNA-NUTF2P3-001 contributes to tumorigenesis of pancreatic cancer by derepressing the miR-3923/KRAS pathway. Oncotarget, 2016, vol. 7, pp. 6000–6014. doi: 10.18632/oncotarget.6830
  17. Liao Y., Smyth G.K., Shi W. Feature counts: an efficient general purpose program for assigning sequence reads to genomic features. Bioinformatics, 2014, vol. 30, no. 7, pp. 923–930. doi: 10.1093/bioinformatics/btt656
  18. Lin J., Chen Y. T., Xia J., Yang Q. MiR674 inhibits the neuraminidase-stimulated immune response on dendritic cells via down-regulated Mbnl3. Oncotarget, 2016, vol. 7, no. 31, pp. 48978–48994. doi: 10.18632/oncotarget.9832
  19. Makeeva A., Rodriguez-Montesinos J., Zelenikhin P., Nesmelov A., Preissner K.T., Cabrera-Fuentes H.A., Ilinskaya O.N. Antitumor macrophage response to Bacillus pumilus ribonuclease (binase). Mediators Inflamm., 2017, vol. 2017: 4029641. doi: 10.1155/2017/4029641
  20. Monteleone N.J., Lutz C.S. miR-708-5p: a microRNA with emerging roles in cancer. Oncotarget, 2017, vol. 8, no. 41, pp. 71292–71316. doi: 10.18632/oncotarget.19772
  21. Ortiz-Quintero B. Cell-free microRNAs in blood and other body fluids, as cancer biomarkers. Cell Proliferation, 2016, vol. 49, no. 3, pp. 281–303. doi: 10.1111/cpr.12262
  22. Rivera A., Barr T., Rais M., Engelmann F., Messaoudi I. MicroRNAs regulate host immune response and pathogenesis during influenza infection in rhesus macaques. Viral Immunol., 2016, vol. 29, no. 4, pp. 212–217. doi: 10.1089/vim.2015.0074
  23. Romano G., Veneziano D., Acunzo M., Croce C.M. Small non-coding RNA and cancer. Carcinogenesis, 2017, vol. 38, no. 5, pp. 485–491. doi: 10.1093/carcin/bgx026
  24. Russell S.J., Peng K.W. Viruses as anticancer drugs. Trends Pharmacol. Sci., 2007, vol. 28, no. 7, pp. 326–333. doi: 10.1016/ j.tips.2007.05.005
  25. Shah Mahmud R., Mostafa A., Müller C., Kanrai P., Ulyanova V., Sokurenko Y., Dzieciolowski J., Kuznetsova I., Ilinskaya O., Pleschka S. Bacterial ribonuclease binase exerts an intra-cellular anti-viral mode of action targeting viral RNAs in influenza a virus infected MDCK-II cells. Virol. J., 2018, vol. 15, no. 1: 5. doi: 10.1186/s12985-017-0915-1
  26. Tasian S.K., Park J.R., Martin E.T., Englund J.A. Influenza-associated morbidity in children with cancer. Pediatr. Blood Cancer, 2008, vol. 50, no. 5, pp. 983–987. doi: 10.1002/pbc.21472
  27. Ulyanova V., Shah Mahmud R., Dudkina E., Vershinina V., Domann E., Ilinskaya O. Phylogenetic distribution of extracellular guanyl-preferring ribonucleases renews taxonomic status of two Bacillus strains. J. Gen. Appl. Microbiol., 2016, vol. 62, no. 4, pp.181–188. doi: 10.2323/jgam.2016.02.005
  28. Vert A., Castro J., Ribó M., Benito A., Vilanova M. A nuclear-directed human pancreatic ribonuclease (PE5) targets the metabolic phenotype of cancer cells. Oncotarget, 2016, vol. 7, no. 14, pp. 18309–18324. doi: 10.18632/oncotarget.7579
  29. Wang B., Li J.D., Sun M., Sun L.H., Zhang X.Y. MiRNA Expression in breast cancer varies with lymph node metastasis and other clinicopathologic features. IUBMB life, 2014, vol. 66, no. 5, pp. 371–377. doi: 10.1002/iub.1273
  30. Wang R., Zhang Y.-Y., Lu J.-S., Xia B.-H., Yang Z.-X., Zh X.-D., Zhou X.-W., Huang P.-T. The highly pathogenic H5N1 influenza A virus down-regulated several cellular MicroRNAs which target viral genome. J. Cell Mol. Medicine, 2017, vol. 21, no. 11, pp. 3076–3086. doi: 10.1111/jcmm.13219
  31. Yanagawa-Matsuda A., Mikawa Y., Habiba U., Kitamura T., Yasuda M., Towfik-Alam M., Kitagawa Y., Minowa K., Shindoh M., Higashino F. Oncolytic potential of an E4-deficient adenovirus that can recognize the stabilization of AU-rich element containing mRNA in cancer cells. Oncol. Rep., 2019, vol. 41, no. 2, pp. 954–960. doi: 10.3892/or.2018.6865

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Baichurina I.A., Markelova M.I., Shah Mahmud R., 2022

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名 4.0国际许可协议的许可

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».