1型单纯疱疹病*(HSV-1)是一种普遍存在的传染性病原体,可以通过直接接触在人与人之间传播,影响人类健康。它是一种包膜的、带有双链线性DNA的、嗜神经性的病*[1–4]。该病*一旦从皮肤或粘膜进入人体后,就会进入感觉神经元,并通过轴突运输到三叉神经节,在那里建立潜伏感染。受到刺激后,原本处于潜伏状态的病*就被重新激活,引起人体产生有症状或无症状的反复感染,导致普通唇疱疹、水泡等各种疾病[2–4,6]。HSV-1还可以到达中枢神经系统,并可能导致致命的神经系统疾病,例如单纯疱疹病*性脑炎(HSE)等[7,8]。此外,越来越多的证据表明,HSV-1感染与阿尔茨海默氏病(AD)之间存在很强的关联[9]。然而目前并没有非常有效的药物可以治疗HSV-1感染,这就迫切需要更多的基础研究工作来破译复杂的人与HSV-1间的相互作用。
从人与病*间的蛋白质相互作用的角度开展研究,可以揭示与互作相关的关键生物学过程,并阐明传染病的潜在机制,从而为开发针对疱疹病*感染的新型预防或治疗方法提供一些新的启示。目前人与HSV-1间已知的蛋白互作数目较为有限,并不能全面地揭示HSV-1感染人类宿主的致病机制。为了加速人与HSV-1间蛋白互作网络的构建,中国农业大学生物学院张子丁教授课题组开发了一种多方法整合策略来对人与HSV-1的KOS*株之间的、在全蛋白质组范围内的潜在蛋白互作情况进行预测,并对预测结果开展了后续的生物学分析。目前该研究成果于近日发表在QuantitativeBiology期刊上,题目为“Predictionandanalysisofhuman-herpessimplexvirustype1protein-proteininteractionsbyintegratingmultiplemethods”(点击文末“阅读原文”下载PDF全文)。
文章概要
作者改进了四种流行的蛋白互作预测方法(即同源映射方法、基于结构域-结构域互作方法、基于结构域-基序互作方法和机器学习方法),使得每种方法都可以对预测样本生成一个概率得分。对于每一对人-HSV-1蛋白对,都将生成基于这4种方法的互作概率得分,这4个分数将进一步整合为最终的预测概率得分(图1)。
图1.人与HSV-1间蛋白互作的预测方法框架
由上述方法对20,个人类蛋白与76个HSV-1KOS*株蛋白之间的互作情况进行预测后,最终获得了一个较为全面的、高可信度的人与HSV-1蛋白互作网络,涵盖了4,个人类蛋白与72个HSV-1蛋白之间的10,个相互作用。后续作者还基于预测结果,对预测的HSV-1靶向的人类蛋白在人类蛋白互作网络中的拓扑特征进行分析,并对脑组织特异表达的人类靶蛋白进行功能分析,分析结果与已有的认识相吻合。特别地,他们还进一步探究了HSV-1感染时,HSV-1与人类蛋白间的互作与阿尔兹海默病之间的关联(图2)。
图2.人与HSV-1间蛋白互作与阿尔兹海默病之间的关联
参考文献:
Conrady,C.D.,Drevets,D.A.andCarr,D.J.J.()HerpessimplextypeI(HSV-1)infectionofthenervoussystem:isanimmuneresponseagoodthing?J.Neuroimmunol.,ElsevierB.V.,1–9.
Piacentini,R.,Chiara,G.De,Domenica,D.L.P.,Ripoli,C.,Marcocci,M.E.,Garaci,E.,Palamara,A.T.andGrassi,C.()HSV-1andAlzheimer’sdisease:morethanahypothesis.Front.Pharmacol.,5,97.
Watanabe,D.()Medicalapplicationofherpessimplexvirus.J.Dermatol.Sci.,57,75–82.
DeChiara,G.,Piacentini,R.,Fabiani,M.,Mastrodonato,A.,Marcocci,M.E.,Limongi,D.,Napoletani,G.,Protto,V.,Coluccio,P.,Celestino,I.,etal.()Recurrentherpessimplexvirus-1infectioninduceshallmarksofneurodegenerationandcognitivedeficitsinmice.PLOSPathog.,(Kalejta,R.F.,ed.)15,e.
Looker,K.J.,Magaret,A.S.,May,M.T.,Turner,K.M.E.,Vickerman,P.,Gottlieb,S.L.andNewman,L.M.()Globalandregionalestimatesofprevalentandincidentherpessimplexvirustype1infectionsin.PLoSOne,(DeLuca,N.A.,ed.)10,e.
Ashford,P.,Hernandez,A.,Greco,T.M.,Buch,A.,Sodeik,B.,Cristea,I.M.,Grünewald,K.,Shepherd,A.andTopf,M.()HVint:astrategyforidentifyingnovelprotein-proteininteractionsinherpessimplexvirustype1.Mol.Cell.Proteomics,15,–.
Itzhaki,R.F.()CorroborationofaMajorRoleforHerpesSimplexVirusType1inAlzheimer’sDisease.Front.AgingNeurosci.,10,.
Steiner,I.()Herpessimplexvirusencephalitis:newinfectionorreactivation?Curr.Opin.Neurol.,24,–.
Itzhaki,R.F.,Lin,W.,Shang,D.,Wilcock,G.K.,Faragher,B.andJamieson,G.A.()Herpessimplexvirustype1inbrainandriskofAlzheimer’sdisease.Lancet,,–.
QuantitativeBiology期刊介绍
QuantitativeBiology(QB)期刊是由清华大学、北京大学、高教出版社联合创办的全英文学术期刊。QB主要刊登生物信息学、计算生物学、系统生物学、理论生物学和合成生物学的最新研究成果和前沿进展,并为生命科学与计算机、数学、物理等交叉研究领域打造一个学术水平高、可读性强、具有全球影响力的交叉学科期刊品牌。
为了促进本领域的学术交流,欢迎大家扫描下面