《Archives of Virology》：EBV-HSA-RegDB: A database of regulatory interactions between Epstein–Barr virus and human miRNAs
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Epstein-Barr病毒（EBV）是一种普遍存在的人类疱疹病毒，与多种恶性肿瘤和自身免疫性疾病相关。miRNA通过转录后水平调控基因表达，在病毒-宿主相互作用中发挥关键作用。理解EBV编码miRNA与人类miRNA之间的调控网络，对于阐明病毒致病机制和识别
Epstein-Barr病毒（EBV）是一种普遍存在的人类疱疹病毒，与多种恶性肿瘤和自身免疫性疾病相关。miRNA通过转录后水平调控基因表达，在病毒-宿主相互作用中发挥关键作用。理解EBV编码miRNA与人类miRNA之间的调控网络，对于阐明病毒致病机制和识别治疗靶点至关重要。研究人员报道了EBV-HSA miRNA调控数据库（EBV-HSA-RegDB，https://lbcd.ufpa.br/ebvhsa 或 https://lbcd.ia.br/ebvhsa），这是一个整合了比较序列分析、调控网络重建、实验数据整合和功能基因富集分析的综合生物信息资源。该数据库整合了来自miRBase的miRNA序列、来自miRTarBase的实验验证miRNA-靶标相互作用、来自细胞系模型的转录组数据以及来自ENCORI/StarBase的miRNA数据。研究人员实施了多种序列比较方法，包括Hamming距离、Levenshtein相似度和Needleman-Wunsch比对算法，以研究miRNA种子区（seed region）和全局比对。该工具重建并支持探索连接EBV编码miRNA、人类miRNA及其靶基因实验数据的综合调控网络。利用KEGG和Reactome数据库进行的基因本体论（Gene Ontology）和通路分析同样可用。网络分析识别了关键调控枢纽，并揭示了趋同靶向模式，其中EBV和人类miRNA调控相同的靶基因（IPO7、DICER、TP53、E2F3、SMAD4、SPRY2），以及若干对在靶序列上具有高度相似性的EBV编码miRNA及其人类对应miRNA。功能富集分析发现了与病毒感染、免疫应答和细胞转化相关的生物过程、分子功能、细胞组分和通路的显著关联。EBV-HSA-RegDB提供了一个用户友好的交互式平台，用于探索病毒-宿主miRNA调控网络。该资源有助于生成关于EBV致病机制的假说，并可能有助于阐明EBV相关疾病的新基因靶点。
**EBV-HSA-RegDB：EB病毒与人类miRNA调控网络综合数据库解读**
**一、研究背景与问题**
Epstein-Barr病毒（EBV）是一种普遍存在的人类疱疹病毒，与鼻咽癌、胃癌、伯基特淋巴瘤等多种恶性肿瘤及自身免疫性疾病密切相关。EBV是首个被发现编码miRNA的病毒，其编码的miRNA（EBV-miRNA）在免疫调控和肿瘤发生中发挥重要作用。病毒可利用这些miRNA逃避免疫监视并促进致癌转化，例如BART和BHRF1簇的EBV-miRNA可靶向与肿瘤发生相关的宿主基因，通过重编程宿主表观基因组促进肿瘤发展，尤其在鼻咽癌（NPC）中表现显著。
现有计算资源各有侧重：VIRmiRNA提供实验验证的病毒miRNA及靶标信息；miRBase提供EBV-miRNA序列与注释；VirusMINT聚焦宿主-病毒蛋白相互作用；VISDB强调病毒基因组与宿主-病原互作；ViRBase v3.0则收录病毒-宿主非编码RNA相互作用。然而，这些工具均缺乏对宿主相互作用的整合分析及功能背景注释，未能将序列置于相互作用网络中进行系统解析。这一关键缺口催生了本研究的开展：亟需一个整合的EBV聚焦miRNA资源，能够对序列特征、调控相互作用和生物学影响进行综合分析。
**二、研究目的与意义**
为填补上述空白，研究人员开发了EBV-HSA-RegDB（https://lbcd.ufpa.br/ebvhsa 或 https://lbcd.ia.br/ebvhsa），一个综合生物信息学资源平台。该数据库整合EBV和人类miRNA的基因组序列信息，提供多方法序列相似性分析（Hamming、Levenshtein相似度和Needleman-Wunsch全局比对），整合实验验证的miRNA-靶标相互作用，重建并可视化调控网络，并开展功能富集分析以识别跨层次的生物学通路关联。该平台旨在为病毒学、免疫学和癌症研究领域提供系统解析EBV致病机制的交互式工具。
**三、关键技术方法**
研究人员从miRBase（version 22.1）获取44条EBV-miRNA和2,656条hsa-miRNA序列。实验验证的miRNA-靶基因相互作用来自三个来源：miRTarBase（release 2025）收录15条EBV-miRNA相互作用和9,479条hsa-miRNA相互作用；ENCORI/starBase提供经CLIP-seq数据集分析的人类miRNA靶标信息；Ungerleider等的CLASH实验数据涵盖了SNU719（胃癌）和Akata（伯基特淋巴瘤）细胞系模型的EBV-miRNA与人类基因的转录组相互作用。序列相似性分析采用Hamming距离（种子区相似度>0.75）、Levenshtein编辑距离和Needleman-Wunsch全局比对算法。网络可视化使用PyVis库（version 0.3.2）构建交互式界面。功能富集分析通过g:Profiler平台进行，注释来源涵盖基因本体论（GO）的三大领域——生物过程（BP）、分子功能（MF）和细胞组分（CC），以及KEGG和Reactome通路数据库，采用g:SCS统计框架进行多重检验校正，阈值设定为调整后p值<0.05。
**四、研究结果**
**（一）平台架构与功能模块**
EBV-HSA-RegDB使用Streamlit（version 1.28.0）构建为轻量级交互式Web应用，界面分为四个主要功能模块：序列浏览模块（以表格形式呈现miRNA序列及统计信息，支持CSV导出）、Hamming和Levenshtein分析模块（显示距离度量表及散点图，悬浮提示miRNA对身份）、比对模块（用户可输入miRNA序列对并可视化Needleman-Wunsch全局比对结果）、网络模块（展示EBV-miRNA和HSA-miRNA与靶基因的相互作用网络，支持按miRNA或基因筛选，集成功能富集分析）。
**（二）实验相互作用总体概览**
重建的miRNA-mRNA调控网络在规模和组成上存在显著差异。SNU719模型网络包含916个相互作用，涉及32个EBV-miRNA、69个人类miRNA和621个高置信靶基因。Akata模型网络包含1,104个相互作用，涉及20个病毒miRNA、76个人类miRNA和845个靶基因。miRTarBase衍生的网络规模最大，包含23,083个相互作用、975个miRNA（10个EBV编码和965个人类）和3,379个靶基因。比较表明，细胞系特异性模型对EBV编码miRNA的覆盖度显著高于miRTarBase网络，而miRTarBase则提供了更广泛的人类miRNA和靶基因覆盖。
**（三）EBV miRNA调控网络结构**
整合所有实验相互作用后形成的调控网络包含434个节点和458条边，拓扑密度仅为0.005，符合调控性生物网络的典型特征。网络呈现枢纽- spoke布局，少数病毒miRNA负责大部分相互作用。ebv-miR-BART7-3p靶向最多的人类基因（150个），其次为ebv-miR-BART5-5p（76个）、ebv-miR-BART16（30个）、ebv-miR-BART9-3p（25个）和ebv-miR-BART17-5p（22个）。基因连通性分析显示PAN3是被最多EBV miRNA靶向的基因（受4个EBV-miRNA调控）。此外，SOX4、SPTBN1、RHOC、KCMF1、CD47、ATP1A1、KRT8和PANK3等8个基因被3个EBV-miRNA靶向。IPO7调控网络整合了10个与ebv-miR-BART3-3p具有高Hamming相似度（≥0.75）的人类miRNA，提示共享靶标识别模式。
**（四）功能富集分析**
对EBV-miRNA宿主靶基因的富集分析发现，生物过程中显著过表达（FDR≤0.05）的条目涉及免疫调控和病毒-宿主互作，包括免疫应答负调控、先天性免疫应答负调控、α-β T细胞活化调控、抗原加工与呈递、细胞防御应答和抗菌体液免疫应答。非经典NF-κB信号通路的富集与EBV调控该轴的能力一致，该通路在免疫调节、细胞存活和病毒持续感染中发挥重要作用。分子功能方面富集了免疫受体活性、抗原结合、肽抗原结合、细胞因子活性及细胞因子受体结合等功能，表明网络与免疫通讯和宿主-病原识别机制密切相关。通路分析进一步揭示了与病毒感染、免疫应答和细胞转化相关的显著关联。
**五、讨论与结论**
讨论部分指出，EBV-miRNA与人类miRNA的种子区序列相似性支持功能分子拟态假说，即病毒miRNA可通过与宿主内源miRNA共享或部分重叠的mRNA靶标来劫持宿主调控网络。IPO7作为必需宿主基因，其受到EBV miRNA依赖性调控可为感染细胞提供选择优势，与Yang和Sugden的报道一致。PAN3作为连接miRNA识别与基因表达转录后调控的关键组件，其去腺苷酸化机制的调控可能构成EBV重塑宿主基因调控网络的重要途径。EBV-miR-BHRF1-1与TP53的潜在相互作用、EBV-miR-BART6-5p与SMAD4的关联均提示第二层次调控机制的存在——病毒miRNA不仅影响特定下游靶标，还可能调控控制整个基因网络的上游调节因子。E2F3、SPRY2、PDLIM7和DICER1等靶标的识别进一步证实病毒miRNA作用于多个调控层面。值得注意的是，序列统计分析确认这些EBV-人类miRNA相互作用并非短序列的随机比对结果，而是富集了功能重要的种子区域。
研究结论表明，EBV-HSA-RegDB通过多方法序列分析、网络重建和功能富集揭示了：（a）EBV编码miRNA与人类miRNA之间的序列水平相似性，提示潜在分子拟态；（b）病毒与宿主miRNA调控共同基因的趋同靶向模式；（c）与病毒感染、免疫应答和细胞转化密切相关的通路功能富集；（d）突出调控共靶向通路的网络架构。该数据库为病毒学、免疫学和癌症研究领域提供了剖析EBV致病机制、开发EBV相关疾病新型诊断和治疗方法的宝贵工具，在将基因组信息转化为治疗策略的过程中发挥着日益重要的作用。
