薬物再利用のためのザイールエボラウイルスとヒトタンパク質の相互作用の理解

Understanding of Zaire ebolavirus-human protein interaction for drug repurposing.

• Mathavan Muthaiyan
• Shilpa Sri Pushan
• Leimarembi Devi Naorem
• Amouda Venkatesan

抄録

エボラウイルスは、公衆衛生を脅かすエボラウイルス病を引き起こすヒトの攻撃性病原体であり、食品医薬品局（FDA）が承認した薬剤は存在しない。薬物リパーポージングは、既知の薬剤の新規な適応症を発見し、低コストで効果的な治療を行うための代替手法である。本研究では、宿主ウイルスと薬物の相互作用を理解することで、病気の経路や宿主に指示された薬物標的を特定することに焦点を当てています。そのため、既存のエボラウイルスとヒトの蛋白質-蛋白質相互作用（PPI）を様々な公開データベースや文献から収集し、手動によるキュレーションを行った。さらに、アノテーション、可視化、統合的発見のためのデータベースを用いて、タンパク質の機能と経路のエンリッチメント解析を行い、エンリッチ化された遺伝子オントロジーの生物学的プロセス用語には、クロマチンの組立・分解、ヌクレオソームの組織化、ヌクレオソームの組立が含まれていた。また、京都大百科事典の遺伝子・ゲノムパスウェイ用語も充実しており、全身性エリテマトーデス、アルコール依存症、ウイルス発がんなどが掲載されている。PPIネットワークからは、重要な大きなヒストンクラスターやチューブリンが観察された。さらに、宿主ウイルスと宿主ウイルス薬物の相互作用ネットワークを作成し、182種類の薬物が45の宿主遺伝子と関連していることを明らかにした。得られた薬物とその相互作用標的はエボラ治療に応用できる可能性がある。

The Ebola virus is a human aggressive pathogen causes Ebola virus disease that threatens public health, for which there is no Food Drug Administration approved medication. Drug repurposing is an alternative method to find the novel indications of known drugs to treat the disease effectively at low cost. The present work focused on understanding the host-virus interaction as well as host virus drug interaction to identify the disease pathways and host-directed drug targets. Thus, existing direct physical Ebola-human protein-protein interaction (PPI) was collected from various publicly available databases and also literature through manual curation. Further, the functional and pathway enrichment analysis for the proteins were performed using database for annotation, visualization, and integrated discovery and the enriched gene ontology biological process terms includes chromatin assembly or disassembly, nucleosome organization, nucleosome assembly. Also, the enriched Kyoto Encyclopedia of Genes and Genome pathway terms includes systemic lupus erythematosus, alcoholism, and viral carcinogenesis. From the PPI network, important large histone clusters and tubulin were observed. Further, the host-virus and host-virus-drug interaction network has been generated and found that 182 drugs are associated with 45 host genes. The obtained drugs and their interacting targets could be considered for Ebola treatment.

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