巴西患者的急性基孔肯雅感染的分子水平研究

应用于生物学的计算工具正在革命性地研究感染期间细胞内发生的情况，帮助科学家理解疾病机制，并有助于识别潜在的治疗靶点。

一个例子是发表在PLOS病原体描述巴西研究人员如何分析感染患者的血细胞基孔肯雅病毒。借助复杂网络分析等技术，人工智能和机器学习，集团识别基因签名与疾病组相关基因与互动的互动改变了谁的表达病毒。然后，他们调查了所涉及的基因在细胞中发挥的作用，并确定了这些基因对对抗病毒的努力的重要性。

该研究在巴西进行，由圣保罗大学药学学院（FCF-USP）教授领导主导的研究人员Nakaya。同一个大学的生物医学科学研究所（ICB-USP）及其RibeirãoPurro医学院（FMRP-USP）的研究人员以及丁塔坦研究所的同事以及Sergipe的公共卫生中央实验室等贡献。

“我们还确定了一组基因，显示患者在急性期是否可能出现慢性关节痛(关节疼痛和炎症)，这是感染基孔肯雅热的人相对常见的一种状况。然而，这一发现还有待未来基于更多样本进行的研究来证实。”

本文介绍了使用Sergipe中出生的39个受试者，东北巴西的国家的血液样本分析的结果，并在2016年流行病中感染。将这些结果与A数据进行比较对照组包括来自同一地区的20名未感染的受试者。

第一步是分析样本的转录组，包括信使RNA(编码蛋白质)和非编码RNA(不产生蛋白质，但在基因组中起调节作用)在红细胞，白细胞中表达的所有分子血细胞和血小板。通过量化样本中的转录水平，研究人员能够测量20000个基因的活性水平，并确定它们的表达在感染期间是增加了还是减少了;这些发现也与对照组的结果进行了比较。

“我们专注于蛋白质编码基因(表达信使RNA)，因为它们的作用更容易解释。例如，我们很容易知道它们是编码细胞受体还是转录因子。通过这种方式，我们能够加强我们对基孔肯雅致病机理的理解——病毒是如何影响细胞的，以及在感染时哪些防御系统会被激活。”Nakaya说。

他们的分析揭示了免疫细胞触发炎症过程以消灭病毒的机制。负责这种免疫反应的蛋白质统称为炎症小体，这是一种多蛋白胞内复合物，可以由不同的蛋白质形成，并产生不同的促炎分子。研究人员发现，基孔肯雅病毒感染的介导因子是caspase-1酶。

这一发现在小鼠实验中得到了验证达里奥Zamboni， FMRP-USP的正教授。Nakaya和Zamboni都隶属于炎症性疾病研究中心(CRID)，该中心是由São Paulo研究基金会- fapesp资助的研究、创新和传播中心之一。CRID由FMRP-USP主办。

他们发现，在基因改变的caspase-1敲除小鼠中，基孔肯雅病毒感染没有导致一种名为白细胞介素-1β (IL-1β)的促炎分子的释放，而在野生型(非转基因)小鼠中却可以。

鉴定了Chikungunya病毒感染的基因特征，这涉及数千个基因，其表达由该疾病改变，该组将结果与使用患者感染的样品获得的结果进行了比较。

“我们注意到，两种疾病的基因特征在很大程度上相似，但有些基因是基孔肯雅热特有的。这些可以在药物开发研究中进一步探索。

在另一项分析中，研究人员将基孔肯雅病毒感染患者的基因表达谱与类风湿性关节炎患者的基因表达谱进行了比较。类风湿性关节炎是一种以慢性关节炎症为特征的自身免疫性疾病。

“在这种情况下，我们的目的是发现病毒引起的关节炎和自身免疫性关节炎之间的区别。我们想要确定任何特定于病毒感染的基因，”Nakaya解释说。

三种基因特征的组合分析表明，949个基因仅参与类风湿性关节炎，单独登革热632，仅为Chikungunya。七种基因与所有三种条件连接：OAS1，C1QB，ANKRD22，IRF7，CXCL10，IFI6和IFIT3。

研究人员随后使用CEMiTool，这是Nakaya在FAPESP的支持下开发的软件包。这项分析的目的是了解基因如何在存在于每个细胞的复杂网络中相互作用，形成信号通路和代谢通路。

“我们能够识别八个主要的共存模块[具有类似响应型材的基因。我们还确定了网络集线器 - 具有最大联系的基因，因此，最有希望探索药物开发目的的目标，”Nakaya说。

在研究中使用的数据，原始数据和分析结果都可用公共存储库他强调，任何人都可以免费下载，前面提到的软件包的代码也可以，以便其他人可以复制结果。

“我们的研究使我们能够制作潜在的治疗目标列表，我们现在通过一种活性化合物的数据库交叉引用这些发现。这种交叉参考正在计算地完成，而是基于从发表研究编制的实验数据进行完成纳卡耶说，已经指出能够干扰这些感兴趣基因的药物。“

该小组还将继续分析39名基孔肯雅病毒感染患者的样本中发现的转录本，但目前的重点是非编码rna。

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