RNA-seqトランスクリプトーム解析により、リポ多糖類（LPS）注射後のヒト末梢血単核細胞（PBMCs）におけるLTR-レトロトランスポゾンの変調が明らかになった

RNA-seq transcriptome analysis reveals LTR-retrotransposons modulation in Human Peripheral Blood Mononuclear Cells (PBMCs) after Lipopolysaccharides (LPS) injection.

• Maria Paola Pisano
• Olivier Tabone
• Maxime Bodinier
• Nicole Grandi
• Julien Textoris
• François Mallet
• Enzo Tramontano

抄録

ヒト内在性レトロウイルス（HERV）と哺乳類見かけのLTRレトロトランスポゾン（MaLR）は、数百万年前に生殖細胞に統合されたレトロウイルス配列である。これらのLTR-レトロトランスポゾンの転写産物はいくつかの組織に存在し、その発現は病理学的にも調節されているが、その機能は未だ解明されていないことが多い。本研究では、免疫系が活性化するシナリオにおいて、HERVs/MaLRsの発現とその変調に着目した。我々は、リポ多糖（LPS）曝露前後の臨床試験に参加した健常者15名のヒト末梢血単核細胞（PBMCs）のRNA-seqの公開データセットを用いて、発現・変調された細胞遺伝子とLTR-レトロトランスポゾンエレメントを同定するためのRNA-seqワークフローを確立した。PBMCsにおけるHERVとMaLRのトランスクリプトームを記述し、LTR-レトロトランスポゾン遺伝子座の約8.4%が発現していることを見いだし、最も高い割合で発現している遺伝子座としてベタレトロウイルス様HERVを同定した。LPSによる刺激の結果として修飾された4,607個のHERVおよびMaLRs遺伝子座を発見した。HERV-H群は、最も多くの差動的に発現した最もインタクトなプロウイルスの数を示した。私たちは、HERVとMaLRの遺伝子座を特徴付け、その挿入のゲノムコンテキストを確認し、LPS刺激の結果、免疫応答に関与し修飾された遺伝子との一般的な共局在を観察しました。HERVとMaLRの発現と変調の解析から、これらのLTRレトロトランスポゾンは、PBMCsで発現し、炎症性の環境で制御されていることが示された。LPS刺激後のHERV/MaLRと遺伝子の同様の調節は、LTR-レトロトランスポゾンと免疫宿主応答との相互作用の可能性を示唆している。

Human Endogenous Retroviruses (HERVs) and Mammalian apparent LTR-retrotransposons (MaLRs) are retroviral sequences that integrated into the germline cells millions years ago. Transcripts of these LTR-retrotransposons are present in several tissues, and their expression is modulated in pathological conditions, although their function remains often far from being understood. In this work, we focused on the HERVs/MaLRs expression and modulation in a scenario of immune system activation. We used a public dataset of Human Peripheral Blood Mononuclear Cells (PBMCs) RNA-seq from 15 healthy participants to a clinical trial before and after the exposure to Lipopolysaccharide (LPS), for which we established an RNA-seq workflow for the identification of expressed and modulated cellular genes and LTR-retrotransposon elements. We described the HERV and MaLR transcriptome in PBMCs, finding that about 8.4 % of the LTR-retrotransposons loci were expressed, and identifying the betaretrovirus-like HERVs as those with the highest percentage of expressed loci. We found 4,607 HERVs and MaLRs loci that were modulated as a result of stimulation with LPS. The HERV-H group showed the highest number of differentially expressed most intact proviruses. We characterized the HERV and MaLR loci differentially expressed, checking their genomic context of insertion and observing a general co-localization with genes that are involved and modulated in the immune response, as consequence of LPS stimulation. The analyses of HERV and MaLR expression and modulation show that these LTR-retrotransposons are expressed in PBMCs and regulated in inflammatory settings. The similar regulation of HERVs/MaLRs and genes after LPS stimulation suggests possible interactions of LTR-retrotransposons and the immune host response.

Copyright © 2020 American Society for Microbiology.