엔테로바이러스 B (Human enterovirus B ; HEB) 그룹은 피코르나바이러스과의 엔테로바이러스속에 속하는 8개의 그룹중 하나이다. 본 바이러스는 인체 감염시 무균성 뇌막염, 뇌염, 췌장염, 심근염심근병증을 유발할 수 있다. 그러나 이러한 바이러스는 같은 속에 속하는 폴리오바이러스와는 달리 효과적으로 예방하거나 치료할 수 있는 방법이 거의 없는 것이 현실이다. 최근 연구에서, ...
엔테로바이러스 B (Human enterovirus B ; HEB) 그룹은 피코르나바이러스과의 엔테로바이러스속에 속하는 8개의 그룹중 하나이다. 본 바이러스는 인체 감염시 무균성 뇌막염, 뇌염, 췌장염, 심근염심근병증을 유발할 수 있다. 그러나 이러한 바이러스는 같은 속에 속하는 폴리오바이러스와는 달리 효과적으로 예방하거나 치료할 수 있는 방법이 거의 없는 것이 현실이다. 최근 연구에서, RNA간섭현상 (RNA interference) 을 이용하여 항 바이러스 치료에 적용시키는 사례가 빈번하게 일어나고 있다. 이러한 RNA 간섭현상은 21-25 개의 뉴클레오타이드의 small interfering RNA (siRNA) 에 의해 상보적인 염기서열을 갖는 mRNA 가 선택적으로 분해되는 현상이다. 이는 고등 진핵세포에서 유전자 저해가 빠르고 효율적으로 일어나므로, 바이러스 유전자의 복제기능을 저해시켜 항 바이러스 현상을 유도하는 전략으로 이용되고 있다. 그러나 엔테로바이러스 B 그룹과 같은 RNA 바이러스를 포함한 다양한 바이러스 군에서는 유전적 다양성과 불안정성으로 인하여 항 바이러스의 효율은 극히 제한되고 있다. 본 연구에서는 siRNA 를 이용한 엔테로바이러스 감염에 대한 새로운 항 바이러스 제재 개발의 가능성을 총 세 부분으로 나누어 보여주었다. 첫번째는 엔테로바이러스 B 그룹에 속하는 바이러스 중 하나인 콕사키바이러스 3 형 (coxsackievirus B3 ; CVB3) 의 캡시드 단백질과 폴리머레이즈 특이적인 siRNA 를 제작하여 CVB3 에 감염된 HeLa 세포주를 보호할 수 있는지를 증명하였다. 두번째는 ‘cis-acting replication element (CRE)’ 라고 하는 HEB 의 모든 혈청형의 2C 단백질에 공통으로 존재하는 서열에 특이적인 siRNA (MET2C) 를 제작하여 항바이러스 제재 개발의 가능성이 있는지를 조사하였다. 마지막으로, 면역력을 증진시키는 RNA (immunostimulating RNA), 즉 RNA* 와의 조합으로 MET2C 의 항바이러스 효과가 증가되는지를 살펴보았다. CVB3 특이적 siRNA 는 감염된 HeLa 세포주의 세포사멸은 바이러스 복제능력의 저해와 함께 감소되었고, 모든 HEB 에 공통으로 존재하는 염기서열에 특이적인 MET2C siRNA 는 HEB 뿐만아니라, 환자로부터 얻어낸 야생형 바이러스에 의한 세포독성도 또한 효과적으로 감소되는 것을 확인하였다. 게다가, 이러한 효과는 siRNA 에 저항하기 위한 바이러스의 돌연변이 현상 없이 오랜 시간동안 유지되는 것을 관찰하였고, MET2C 와 RNA* 를 동시에 처리한 경우 그 효과가 증진되는 것을 확인하였다. 이번 연구는 엔테로바이러스에 대한 항바이러스 제재로서 MET2C siRNA 의 가능성을 입증하고, RNA* 와 같은 면역증진 RNA 와의 조합으로 항 바이러스를 위한 효율성을 더욱 증진시킬 수 있을 것이라 기대된다.
엔테로바이러스 B (Human enterovirus B ; HEB) 그룹은 피코르나바이러스과의 엔테로바이러스속에 속하는 8개의 그룹중 하나이다. 본 바이러스는 인체 감염시 무균성 뇌막염, 뇌염, 췌장염, 심근염 심근병증을 유발할 수 있다. 그러나 이러한 바이러스는 같은 속에 속하는 폴리오바이러스와는 달리 효과적으로 예방하거나 치료할 수 있는 방법이 거의 없는 것이 현실이다. 최근 연구에서, RNA 간섭현상 (RNA interference) 을 이용하여 항 바이러스 치료에 적용시키는 사례가 빈번하게 일어나고 있다. 이러한 RNA 간섭현상은 21-25 개의 뉴클레오타이드의 small interfering RNA (siRNA) 에 의해 상보적인 염기서열을 갖는 mRNA 가 선택적으로 분해되는 현상이다. 이는 고등 진핵세포에서 유전자 저해가 빠르고 효율적으로 일어나므로, 바이러스 유전자의 복제기능을 저해시켜 항 바이러스 현상을 유도하는 전략으로 이용되고 있다. 그러나 엔테로바이러스 B 그룹과 같은 RNA 바이러스를 포함한 다양한 바이러스 군에서는 유전적 다양성과 불안정성으로 인하여 항 바이러스의 효율은 극히 제한되고 있다. 본 연구에서는 siRNA 를 이용한 엔테로바이러스 감염에 대한 새로운 항 바이러스 제재 개발의 가능성을 총 세 부분으로 나누어 보여주었다. 첫번째는 엔테로바이러스 B 그룹에 속하는 바이러스 중 하나인 콕사키바이러스 3 형 (coxsackievirus B3 ; CVB3) 의 캡시드 단백질과 폴리머레이즈 특이적인 siRNA 를 제작하여 CVB3 에 감염된 HeLa 세포주를 보호할 수 있는지를 증명하였다. 두번째는 ‘cis-acting replication element (CRE)’ 라고 하는 HEB 의 모든 혈청형의 2C 단백질에 공통으로 존재하는 서열에 특이적인 siRNA (MET2C) 를 제작하여 항바이러스 제재 개발의 가능성이 있는지를 조사하였다. 마지막으로, 면역력을 증진시키는 RNA (immunostimulating RNA), 즉 RNA* 와의 조합으로 MET2C 의 항바이러스 효과가 증가되는지를 살펴보았다. CVB3 특이적 siRNA 는 감염된 HeLa 세포주의 세포사멸은 바이러스 복제능력의 저해와 함께 감소되었고, 모든 HEB 에 공통으로 존재하는 염기서열에 특이적인 MET2C siRNA 는 HEB 뿐만아니라, 환자로부터 얻어낸 야생형 바이러스에 의한 세포독성도 또한 효과적으로 감소되는 것을 확인하였다. 게다가, 이러한 효과는 siRNA 에 저항하기 위한 바이러스의 돌연변이 현상 없이 오랜 시간동안 유지되는 것을 관찰하였고, MET2C 와 RNA* 를 동시에 처리한 경우 그 효과가 증진되는 것을 확인하였다. 이번 연구는 엔테로바이러스에 대한 항바이러스 제재로서 MET2C siRNA 의 가능성을 입증하고, RNA* 와 같은 면역증진 RNA 와의 조합으로 항 바이러스를 위한 효율성을 더욱 증진시킬 수 있을 것이라 기대된다.
Human enterovirus B (HEB) is a major cause of numerous human diseases, such as aseptic meningitis, encephalitis, myocarditis, cardiomyopathy, and diabetes. Yet, there is no conventional treatment against HEB. Recent studies have demonstrated that substantial antiviral activity can be achieved via se...
Human enterovirus B (HEB) is a major cause of numerous human diseases, such as aseptic meningitis, encephalitis, myocarditis, cardiomyopathy, and diabetes. Yet, there is no conventional treatment against HEB. Recent studies have demonstrated that substantial antiviral activity can be achieved via sequence-specific gene knock-down RNA interference (RNAi), using small interfering RNA (siRNA). However, the antiviral efficacy is largely limited in viruses including HEB with genomic diversity and genetic instability. In this study, I showed the possibility of developing novel siRNA-based anti-viral agents against HEB infection. At first, I examined whether siRNAs against capsid protein or polymerase of coxsackievirus B3 (CVB3) within a HEB group can protect permissive HeLa cells from CVB3 challenge. I then investigated the potential of a siRNA targeting the highly conserved ‘cis-acting replication element (CRE)’ sequence as a universally persistent anti-HEB agent. Finally, I attempted to enhance the anti-viral potency of the siRNA by combining it with a novel type of RNA called RNA* as immunostimulating RNA agent. The results show that incorporation of both CVB3 capsid and polymerase specific siRNAs dramatically decreased detrimental effects in the HeLa cells in parallel with the reduction in CVB3 replication. Unlike CVB3-specific siRNA, MET2C, the siRNA targeting CRE, efficiently provoked antiviral activity against various wild type viruses, as well as HEB serotypes. Furthermore, the interfering effects were maintained to a similar degree over time without the emergence of escape mutants at the target site of MET2C. In addition, MET2C did not show any cytotoxicity of its own with minimal modulation of host gene expression. Combined treatment of MET2C and RNA* indeed enhanced anti-viral effects, compared to that of the single treatment by each agent at the identical condition. In conclusion, I provide evidence that MET2C siRNA holds promising potential as a universal mutation-resistant antiviral agent for HEB. And the co-treatment of MET2C and RNA* can further increase its antiviral efficacy.
Human enterovirus B (HEB) is a major cause of numerous human diseases, such as aseptic meningitis, encephalitis, myocarditis, cardiomyopathy, and diabetes. Yet, there is no conventional treatment against HEB. Recent studies have demonstrated that substantial antiviral activity can be achieved via sequence-specific gene knock-down RNA interference (RNAi), using small interfering RNA (siRNA). However, the antiviral efficacy is largely limited in viruses including HEB with genomic diversity and genetic instability. In this study, I showed the possibility of developing novel siRNA-based anti-viral agents against HEB infection. At first, I examined whether siRNAs against capsid protein or polymerase of coxsackievirus B3 (CVB3) within a HEB group can protect permissive HeLa cells from CVB3 challenge. I then investigated the potential of a siRNA targeting the highly conserved ‘cis-acting replication element (CRE)’ sequence as a universally persistent anti-HEB agent. Finally, I attempted to enhance the anti-viral potency of the siRNA by combining it with a novel type of RNA called RNA* as immunostimulating RNA agent. The results show that incorporation of both CVB3 capsid and polymerase specific siRNAs dramatically decreased detrimental effects in the HeLa cells in parallel with the reduction in CVB3 replication. Unlike CVB3-specific siRNA, MET2C, the siRNA targeting CRE, efficiently provoked antiviral activity against various wild type viruses, as well as HEB serotypes. Furthermore, the interfering effects were maintained to a similar degree over time without the emergence of escape mutants at the target site of MET2C. In addition, MET2C did not show any cytotoxicity of its own with minimal modulation of host gene expression. Combined treatment of MET2C and RNA* indeed enhanced anti-viral effects, compared to that of the single treatment by each agent at the identical condition. In conclusion, I provide evidence that MET2C siRNA holds promising potential as a universal mutation-resistant antiviral agent for HEB. And the co-treatment of MET2C and RNA* can further increase its antiviral efficacy.
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