基于计算生物学揭示日本脑炎病毒致病机制：VEGFA/WNT5A-miRNA调控网络的关键作用

本研究针对日本脑炎病毒(JEV)缺乏有效治疗手段的现状，通过整合GEO2R、Cytohubba等计算工具，首次系统鉴定了VEGFA和WNT5A作为JEV致病的关键枢纽基因，并揭示其受hsa-miR-205/hsa-miR-330-5p及转录因子(EGR1/HIF1A等)调控的分子机制。研究构建的基因-miRNA-TF反馈环路为开发抗JEV靶向疗法提供了新思路。

　　

日本脑炎病毒(JEV)作为一种由库蚊传播的嗜神经性病毒，每年在亚洲地区导致约6.8万临床病例，死亡率高达30%，幸存者常遗留永久性神经损伤。尽管疫苗已部分应用，但JEV突破血脑屏障(BBB)的机制尚不明确，且缺乏特异性抗病毒药物。当前治疗仅能对症支持，揭示其分子致病机制成为亟待解决的科学问题。

为破解这一难题，Patna大学的研究团队通过创新性计算生物学方法，在《Egyptian Journal of Medical Human Genetics》发表重要成果。研究首先从GEO数据库获取JEV感染人小胶质细胞(CHME3)的GSE57647数据集，运用GEO2R筛选差异表达基因(DEGs)，结合GeneMANIA和Cytohubba构建基因互作网络，锁定枢纽基因；通过WebGestalt进行功能富集分析，利用miRTarBase和RegNetwork预测miRNA及转录因子调控关系，最后采用数学模型解析feed-forward loops(FFLs)的动态调控机制。

关键枢纽基因的鉴定
通过比较JEV感染6/24/48h的转录组数据，发现VEGFA在感染组显著下调而WNT5A上调。这两个基因在蛋白互作网络中呈现高度连接性，且与神经炎症、血管通透性等JEV特征病理过程密切相关。VEGFA作为血管内皮生长因子，其表达异常可能影响BBB完整性；WNT5A则通过Wnt/β-catenin通路参与免疫调控。

多层级调控网络的构建
研究发现VEGFA受EGR1、EPAS1等转录因子激活，同时被hsa-miR-205抑制，形成结合自由能达-43.76 kcal/mol的稳定复合物。WNT5A则受GLI家族转录因子调控，并与hsa-miR-330-5p形成-36.86 kcal/mol的miRNA-mRNA双链。这种"转录激活-miRNA抑制"的双重调控模式，可能是JEV逃逸宿主防御的关键。

数学模型揭示动态调控
通过构建I型/II型相干与非相干前馈环路(FFLs)，研究量化了调控因子的动力学特征。例如在I型非相干FFL中，转录因子同时激活VEGFA和hsa-miR-205，而miRNA又抑制VEGFA，形成脉冲式调控以适应病毒感染微环境。这种精细调控网络解释了JEV如何通过宿主基因重编程促进自身复制。

该研究首次系统阐明了VEGFA/WNT5A-miRNA轴在JEV致病中的核心地位，不仅为理解病毒-宿主互作提供新范式，更提示靶向这些枢纽基因或其调控miRNA（如开发hsa-miR-205模拟物）可能是突破现有治疗瓶颈的战略方向。研究成果对其它神经嗜性病毒（如寨卡病毒）的防治也有重要借鉴价值。未来需在动物模型中验证这些计算预测，并探索小分子药物干预这些通路的可行性。