DOI 10.1371/journal.pone.0330751
Витамин D усиливает антивирусную реакцию в макрофагах, инфицированных вирусом денге, за счет модуляции раннего выражения гена реакции.
Аннотация
Вирус денге (ДЕНВ), который является этиологическим агентом лихорадки денге, по-прежнему является одной из проблем в области здравоохранения во всем мире, что приводит к серьезным заболеваниям и смерти при отсутствии какого-либо окончательного лечения. Исследования показали, что витамин D может уменьшить репродукцию DENV in vitro и что больные денге с низким или недостаточным содержанием витамина D подвержены более высокому риску заболевания тяжелым денге. Исследования свидетельствуют о том, что в макрофагах (MDM), созданных на основе моноцитов человека, репродукцию вирусов сдерживают в присутствии витамина D (D3MDM), что говорит о том, что витамин D может предотвратить проникновение DENV в клетки-приемники. Однако, несмотря на эти выводы, роль витамина D в регулировании временных форм выражения генов как ранней, средней и поздней транскрипции макрофаги DENV остается неясной. Поэтому использование кинетического транскриптомного профиля имеет решающее значение. Этот подход позволяет получить подробное представление о динамических изменениях в экспрессии генов с течением времени, что помогает понять, каким образом витамин D может модифицировать иммунную реакцию на критических этапах инфекции DENV. Для решения проблемы транскрипционной динамики мы провели всеобъемлющий анализ схем генного выражения в MDM и D3MDM, инфицированных вирусом Денге серотипом 2 (DENV-2). Используя массовую последовательность РНК наряду со стандартной кривой вирусного роста, мы систематически анализировали транскрипционные кинетики, выбирая ключевые точки времени: 1,5, 3, 5.5 и 10 часов после заражения (h.p.i.) для наблюдения за ранним проникновением вирусов и репликацией и 24 h.p.i. для оценки экспрессии генов при пиковом производстве вирусных частиц. Наша временнóй анализ выявила постепенное увеличение сотовых стенограмм в течение первого часа инфекции с более ярко выраженным генным выражением в DENV-2-зараженной MDM по сравнению с DENV-2-зараженной D3MM на этом раннем этапе. Анализ обогащения показал, что в DENV-2, зараженном D3MDM, реакция на подстрекательские действия снизилась. Кроме того, анализ коэффициента транскрипции показал, что уровень сигнала NF-ΔB снизился, однако в DENV-2-зараженном D3MDM был повышен уровень активности IRF5. Крупномасштабный кластерный анализ выявил девять уникальных генных скоплений по обоим типам макрофага с заметным повышением регулирования генов, связанных с антивирусной активностью, включая IDO1, ISG20, CASL, IFI44L, RSAD2, IFIT1, MX1, EPSTIS1, CXCL10 и CXCL11 в DENV-2-зараженном D3MDM при 1,5 h.p.i., что предполагает усиление ранней антивирусной реакции. Эти выводы свидетельствуют о том, что витамин D модифицирует масштабы и разнообразие раннего транскрипционного реагирования, подчеркивая его потенциал в качестве терапевтического варианта смягчения остроты ДЕНВ.
Название и аннотация на языке оригинала
Vitamin D enhances antiviral responses in dengue virus-infected macrophages by modulating early-response gene expression.
Dengue virus (DENV), the etiological agent of dengue fever, remains a global health concern, leading to severe illness and death in the absence of any definitive cure. Research has shown that vitamin D may reduce DENV replication in vitro and that dengue patients with low or deficient vitamin D levels are at higher risk of severe dengue. Studies indicate that viral replication is inhibited in human monocyte-derived macrophages (MDM) differentiated in the presence of vitamin D (D3MDM), suggesting that vitamin D may prevent DENV entry into host cells. However, despite these findings, the role of vitamin D in regulating the temporal expression patterns of genes as early, mid, and late transcriptional profile of DENV-infected macrophages remains unclear. Therefore, utilizing a kinetic transcriptomic profile is crucial. This approach provides detailed insights into the dynamic changes in gene expression over time, helping to clarify how vitamin D can modulate the immune response at critical stages of DENV infection. To address the transcriptional dynamics, we conducted a comprehensive analysis of gene expression patterns in MDM and D3MDM infected with Dengue virus serotype 2 (DENV-2). Utilizing bulk RNA sequencing alongside a standard viral growth curve, we systematically analyzed transcriptional kinetics by selecting key time points: 1.5, 3, 5.5, and 10 hours post-infection (h.p.i.) to monitor early viral entry and replication events and 24 h.p.i. to assess gene expression during peak viral particle production. Our temporal analysis revealed a progressive increase in cellular transcripts within the first hour of infection, with a more pronounced gene expression pattern in DENV-2-infected MDM compared to DENV-2-infected D3MDM at this early stage. Enrichment analysis indicated a reduced inflammatory response in DENV-2-infected D3MDM. Additionally, transcription factor analysis suggested diminished NF-κB signaling, but enhanced IRF5 activity was elevated in the DENV-2-infected D3MDM. High-dimensional clustering analysis identified nine unique gene clusters across both macrophage types, with notable upregulation of genes associated with antiviral activity, including IDO1, ISG20, OASL, IFI44L, RSAD2, IFIT1, MX1, EPSTI1, CXCL10, and CXCL11 in DENV-2-infected D3MDM at 1.5 h.p.i., suggesting an enhanced early antiviral response. These findings indicate that vitamin D modulates the magnitude and diversity of the early transcriptional responses, highlighting its potential as a therapeutic option to mitigate DENV severity.
Предметные рубрики MeSH
Подготовка и перевод публикации
Обработка статьи · этапы, ошибки и управление
Ошибки и ограничения
История · было → стало
Состояние обновляется каждые 5 секунд, пока блок открыт. Процент показывается только там, где известен объём работы. Пауза останавливает продолжение этапа; текущий запрос к источнику может завершиться.
Тип публикации указан по данным источника. Уровень доказательности автоматически не присваивается.