中國科學院生物化學與細胞生物學研究所陳玲玲正在介紹環形RNA在天然免疫過程中的重要功能。
當長鏈的核糖核酸（RNA）「變身」成環形RNA後，這些「重塑外形」的RNA是否連「內涵」也發生了脫胎換骨的變化？中國科學院生物化學與細胞生物學研究所陳玲玲研究組首次發現這群擁有獨特結構的環形RNA可以抑制天然免疫因子PKR的活性，在細胞受病毒感染時環形RNA被大規模「清除」從而釋放PKR參與抗病毒免疫，揭示病人體內環形RNA的「低含量」與自身免疫性疾病——系統性紅斑狼瘡疾病密切相關。
該研究為環形RNA在天然免疫中的重要功能研究奠定基礎，並為自身免疫病的臨床診斷和治療提供了新思路。4月25日，相關論文發表在了國際權威學術期刊《細胞》上。
近年來，隨著科學技術的發展，隱身於細胞中數以萬計的環形RNA逐漸浮出水面。但與已經被科學家反覆深度剖析論證與人類生命活動密切相關的線形RNA相比，RNA分子家族的「新人」——環形RNA身上至今仍有許多未解之謎。
圖片展示了環形RNA的結構及其由病毒入侵細胞後觸發的大規模降解，其創意來源於影片「The Matrix」，如同電腦病毒入侵後導致系統觸發相應的保護機制。
陳玲玲研究組的前期研究證明環形RNA生成速度緩慢。他們在近期研究環形RNA的二級結構過程中發現，這些擁有閉環結構的環形RNA內部並不簡單，能形成16-26個鹼基對莖環結構。它們獨特的「造型」能夠被天然免疫因子PKR識別並結合，由此，PKR活性受到抑制，可以避免體內因PKR過度激活引起的免疫反應。
而細胞中的核糖核酸酶RNaseL則可以讓PKR恢復自由身，這一類酶在細胞受病毒刺激下可以作用於環形RNA，將其「切割」降解，而緩慢的環形RNA生成速度不足以回補這些被降解的環形RNA，PKR得以釋放參與細胞的抗病毒免疫過程。
紅斑狼瘡是一類人體自身免疫系統出現故障的疾病。研究人員通過檢測紅斑狼瘡病人體內數據發現，在環形RNA降解中發揮重要「切割」功能的核糖核酸酶RNase L在病人體內處於「弱激活狀態」，與之對應的是環形RNA普遍在病人體內數量很低，天然免疫因子PKR及其下遊免疫信號通路則在體內過度激活「運轉」。科研人員通過使用技術手段讓環形RNA在病人來源的免疫細胞內數量增多，可以觀察到過度激活「運轉」的天然免疫因子PKR及其下遊免疫信號通路被顯著「控制」。
圖片藝術化地展現了如銅錢草葉般的環形RNA的形狀，借用銅錢草的藥用價值暗示環形RNA具有潛在應用價值。
這些發現不僅首次揭示了環形RNA的降解途徑及其特殊二級結構特徵，並提示環形RNA作為之前被忽略的一類新RNA分子家族可以通過形成雙鏈莖環結構發揮免疫調控的新功能。它們的「緩慢生成」、「快速降解|」以及「形成莖環結構」的特性使得它們在調控免疫穩態過程中扮演重要角色。相關研究進展為環形RNA代謝和功能研究奠定了重要基礎，也為紅斑狼瘡等自身免疫病的臨床診斷和治療提供了新思路。
生化與細胞所博士後劉楚霄、博士研究生李響和中國科學院-馬普學會計算生物學夥伴研究所博士研究生南芳為該論文的共同第一作者，陳玲玲研究員為該論文的首要通訊作者，中國科學院-馬普學會計算生物學夥伴研究所楊力研究員和上海交通大學醫學院附屬仁濟醫院上海風溼病研究所所長沈南教授為共同通訊作者。該項工作得到生化與細胞所周兆才研究員、分子生物學技術平臺和細胞分析技術平臺的大力支持，並得到來自中科院、科技部和基金委的經費支持。
（經濟日報 記者：沈則瑾 責編：張葦杭）