新模型PertKGE助力化合物-蛋白质相互作用研究
9月19日，中国科学院上海药物研究所郑明月课题组在《细胞-基因组学》期刊上发表了一项重要研究，题为《Identifying compound-protein interactions with knowledge graph embedding of perturbation transcriptomics》。该研究提出了一种新型的计算模型——PertKGE，旨在通过微扰转录组数据解耦化合物-蛋白质相互作用(CPI)。
在药物发现的过程中，化合物与蛋白质是两个核心要素，理解它们之间的相互作用是药物开发的基础。然而，目前并没有一种通用的方法能够准确预测和解释所有化合物与蛋白质之间的相互作用。研究人员通常需要利用多种生物数据，从不同的研究角度构建化合物-蛋白质相互作用的知识图谱。
微扰转录组学为药物发现提供了新的视角，它将化合物与组学数据相连接，能够直观地反映出在化合物微扰后所产生的生物学变化。这种方法为解耦化合物与蛋白质的相互作用提供了可能性，然而，生物数据中存在的噪声、细胞的稳态以及转录组表达的动态变化使得CPI的分析面临挑战，通常难以通过差异表达基因直接反映。
为应对这些挑战，研究团队提出了PertKGE模型。该模型受到微扰组学分析中因果推断模型的启发，并结合了知识图谱在药物发现中的应用，构建了一个包含因果关系的生物知识图谱。该图谱涵盖了三大部分：原因部分(化合物与特定靶标之间的相互作用)、过程部分(生物系统中的多层级调控事件对CPI信号的放大)以及结果部分(微扰的结果通过差异表达基因表现出来)。通过结合知识图谱嵌入技术，PertKGE能够有效建模这些因果链接，从而从差异表达基因中解耦出CPI。
广泛的计算实验结果显示，PertKGE在化合物冷启动和靶标冷启动场景下均展现出卓越的CPI预测性能。此外，通过因果策略引入的多级调控事件，PertKGE有效缓解了CPI数据集中代表性偏差对模型学习的影响，从而显著提升了预测的可靠性。
进一步的研究中，PertKGE被整合进基于表型和靶标的药物发现流程中，成功发现了TNKS抑制剂K-756的新靶标ENPP1，并为其独特的抗肿瘤免疫效应提供了分子层面的机制解释。在针对结直肠癌和胰腺癌的新型靶标ALDH1B1的筛选中，研究团队以10.8%的高命中率筛选到了5个具有全新骨架的潜在化合物。
该团队的研究不仅将CPI预测任务应用于真实的药物发现场景，还通过计算模拟和实验验证证明了PertKGE在药物发现流程中的关键作用，为构建和推理CPI图谱提供了创新的策略。
研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国科学院基础与交叉前沿科研先导专项等多项资助，并获得了国家蛋白质科学研究(上海)设施规模化蛋白质制备系统的技术支持。这一研究的成功为药物发现领域带来了新的希望，也为未来的相关研究奠定了基础。
温馨提示：医疗科普知识仅供参考，不作诊断依据；无行医资格切勿自行操作，若有不适请到医院就诊。
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绿脓杆菌感染的并发症如何预防
回答：绿脓杆菌是一种常见的细菌，通常存在于自然环境中，如土壤、水体和植物中。当这种细菌侵入人体时，可能引发严重感染并导致一系列严重的并发症。预防绿脓杆菌感染的并发症至关重要，下面我们将讨论一些预防措施和方法。 了解绿脓杆菌感染 首先，了解绿脓杆菌感染的症状和传播途径是非常重要的。绿脓杆菌感染可能导致皮肤感染、呼吸道感染、尿路感染等，并且在严重情况下可能引发败血症等危险并发症。传播途径通常包括接触受感染的水源或土壤、近距离接触感染者等。 预防感染的关键措施 1. 保持个人卫生: 保持良好的个人卫生习惯是预防感染的基本方法，包括勤洗手、洗澡、保持皮肤清洁等。 2. 避免接触感染源: 尽量避免接触受感染的水源、土壤或患有感染的人群，减少感染的机会。 3. 注意食品安全: 食品安全也是预防感染的重要环节，要确保食物烹饪充分、储存正确，避免食用生的或未经煮熟的食物。 4. 保持环境清洁: 定期清洁家居和工作场所，保持空气清新，减少细菌滋生的机会。 5. 加强免疫力: 保持健康的生活方式，多锻炼、饮食均衡，是提高身体免疫力的重要途径。 6. 早期治疗: 如有感染症状出现，及时就医并接受正确的治疗是避免感染扩散并发展为严重并发症的关键。 总结 通过加强对绿脓杆菌感染的了解，保持个人卫生、避免接触感染源、注意食品安全、保持环境清洁、加强免疫力以及早期治疗，我们可以有效预防绿脓杆菌感染的并发症。预防胜于治疗，只有通过健康的生活方式和科学的预防措施，我们才能有效抵御绿脓杆菌感染的威胁，保障人们的健康与安全。让我们共同努力，预防疾病，关爱自己，关爱他人。 -
炭疽是什么
回答：炭疽（Anthrax）是一种由炭疽杆菌（Bacillus anthracis）引起的严重传染病。这种病原体主要感染动物，但也能感染人类，尤其在接触被感染动物或其产品的人群中更为常见。炭疽病因其传播途径、临床表现及其对公共卫生的潜在威胁，长期以来一直受到重视。 炭疽杆菌及其特性 炭疽杆菌是一种无芽孢的革兰氏阳性细菌，能在恶劣环境中形成芽孢，传染性强且抗逆境能力强。它能够在土壤中存活多年，特别是在农业地区，炭疽芽孢可能存在于被感染动物的排泄物和尸体中。 传播途径 炭疽的传播途径主要有三种方式： 1. 皮肤接触：这是最常见的人类感染途径，通常通过皮肤的伤口接触到含有炭疽芽孢的动物皮毛、骨头或肉类。感染后皮肤上出现红肿、疼痛的结节，随后可能形成溃疡。 2. 吸入：吸入炭疽芽孢是最危险的感染方式，常见于处理动物产品或从事生物实验的人群。吸入性感染会引起严重的肺部并发症，若不及时治疗，死亡率极高。 3. 消化道：人类误食被炭疽芽孢污染的肉类可能导致消化道感染，症状包括恶心、呕吐、腹痛和腹泻等。 临床表现 炭疽病的临床表现因传播方式不同而有显著差异： 皮肤炭疽：感染通常开始于局部皮肤，形成小的红色肿块，随后发展为黑色坏死性溃疡，疼痛程度较轻，若不治疗，一般愈后良好。 肺炭疽：吸入感染后，初期症状类似感冒，包括发热、咳嗽和乏力，随病情进展，可能出现严重呼吸困难和严重的肺炎，治疗不及时可致命。 肠道炭疽：常伴有剧烈的腹痛、呕吐和出血，若不及早治疗，同样有导致死亡的风险。 预防与治疗 预防炭疽的最有效方法是控制动物感染、加强卫生管理及疫苗接种。对于高风险人群，应接种炭疽疫苗，以减少感染的可能性。 在治疗方面，早期诊断尤其重要。抗生素如青霉素、四环素和环丙沙星对炭疽的治疗有效，但如若出现严重症状，可能需要更积极的治疗手段。 结论 炭疽是一种严重的传染病，尽管其在人类中相对少见，但其潜在威胁不容忽视。通过提高公众对炭疽的认识，加强动物健康管理和实验室生物安全，能够有效降低炭疽的传播风险。同时，针对高风险人群的疫苗接种与早期治疗能够挽救生命，减少炭疽带来的公共卫生危机。 -
肺部感染的检查方法有哪些
回答：肺部感染是一种常见的疾病，通常由细菌、病毒或真菌引起。其症状包括咳嗽、呼吸急促、胸痛、发热等。由于肺部感染的类型和病因多样，因此需要采用多种检查方法进行准确诊断。以下是一些常用的肺部感染检查方法： 1. 病史和体检 病史采集和体格检查是初步诊断的重要步骤。医生会询问患者的症状、病史、旅行史以及可能的接触史等，并进行详细的身体检查，重点关注呼吸系统的体征，如肺部听诊等。 2. 胸部影像学检查 X线胸片：这是最常用的影像学检查方法，可以帮助医生观察肺部的阴影、浸润和其他异常现象。胸片能初步判断是否存在肺炎、肺脓肿或其他肺部感染。 CT扫描：对于胸片无法明确诊断的情况，增强CT扫描可以提供更详细的肺部影像，有助于评估病变的性质和范围。 3. 实验室检查 血常规：通过检测白细胞计数及分类，可以初步评估是否存在感染。如白细胞增多常提示细菌感染。 C反应蛋白（CRP）：该指标可反映体内的炎症反应，对判断感染的严重程度和病因有一定帮助。 血培养：在怀疑严重感染时，通过提取血样进行培养可以检测血液中的细菌或真菌。 4. 痰液检查 痰培养和药敏试验：通过收集患者的痰液进行培养，可以识别致病菌并进行药敏试验，以帮助选择合适的抗生素进行治疗。 痰液细胞学检查：可以用于检测痰液中的异常细胞和病理改变，辅助诊断肺部感染或肿瘤等。 5. 支气管镜检查 在某些复杂情况下，医生可能会建议进行支气管镜检查。该方法可以直接观察呼吸道内部，并获取可疑病变部位的组织样本进行病理学检查。此外，可以直接进行洗液培养，以获得更准确的病原体信息。 6. 其他检查 抗体检测和病毒载量检测：在某些特定的病毒感染情况下，如流感或新冠病毒感染，可以通过检测特定抗体或病毒载量来进行诊断。 肺功能测试：在长期或慢性肺部感染的患者中，肺功能测试可以评估肺部的通气功能，为进一步治疗提供依据。 结论 肺部感染的检查方法多样，综合运用这些检查手段可以帮助医生准确诊断感染的病因以及感染的严重程度。及时的检查和合理的治疗对于提高患者的预后和生活质量至关重要。如果您怀疑自己或身边的人有肺部感染的症状，应及时就医，进行必要的检查和治疗。 -
胸膜间皮瘤如何缓解胸痛
回答：胸膜间皮瘤是一种罕见但危险的癌症类型，通常发生在胸膜上的间皮细胞中。这种疾病会引起患者严重的胸痛，给生活带来极大的困扰和痛苦。在面对这种情况时，并不是毫无希望，有一些方法可以帮助患者缓解这种胸痛。 首先，针对胸痛，医疗团队通常会制定个性化的疼痛管理计划。这可能包括处方药物，例如镇痛药或局部麻醉剂，来减轻胸痛的不适程度。更重要的是，这些药物的使用应该遵循医生的建议，并严格按照处方指示使用，以确保安全和有效地缓解痛苦。 其次，放射治疗和化疗也被广泛用于胸膜间皮瘤的治疗。这些治疗方式可以帮助控制肿瘤的生长和扩散，从而减轻症状，包括胸痛。放射治疗和化疗虽然会带来一些副作用，但在医生的指导下正确使用时，可以为患者带来缓解和希望。 除药物和治疗外，患者还可以尝试一些非药物方法来缓解胸痛。例如，可以通过深呼吸和放松练习来减轻肌肉紧张和焦虑感，从而有助于减轻胸痛的程度。定期进行适量的运动，保持身体和心理状态的良好也是缓解胸痛的重要途径。 重要的是，患者和他们的家人应该积极寻求支持和建立合理的疼痛管理计划。交流和沟通对于理解病情、探索治疗选择以及有效管理胸痛至关重要。 在面对胸膜间皮瘤引起的胸痛时，患者应该积极与医疗团队合作，遵循治疗计划，并结合非药物方法来缓解痛苦。虽然这是一个艰难的挑战，但通过综合的治疗方法和积极的态度，患者可以更好地管理胸痛，提高生活质量，同时争取战胜疾病。愿每一位患者都能得到及时的帮助和支持，早日战胜胸痛，重获健康。 -
月经异常与激素水平有关吗
回答：月经异常是女性在生理周期中出现异常表现的现象，例如周期不规律、经量过多或过少、持续时间异常等。这种现象可能会给女性的生活和健康带来诸多困扰，因此引起了人们的关注和研究。许多人都好奇月经异常与激素水平是否有关系，下面将就这一话题展开讨论。 首先，值得注意的是，正常的月经周期是由多种激素在女性体内精密调控的结果。其中，卵巢激素（如雌激素和孕激素）和垂体激素（如促性腺激素和黄体生成素）的水平波动对于月经周期的正常运行至关重要。任何一种激素在分泌和平衡上的问题都可能导致月经异常的发生。 雌激素是月经周期中一个重要的激素，它在月经周期的不同阶段起着重要作用。雌激素水平的改变可能影响卵巢内卵泡的发育和排卵过程，从而引起月经周期的改变。如果雌激素水平持续过高或过低，都可能导致月经异常的出现。 除了雌激素外，孕激素（黄体生成素）也对月经周期和子宫内膜的生长具有重要影响。在排卵后，黄体生成素的水平会上升，促使子宫内膜增厚。如果没有受精，黄体生成素水平下降，子宫内膜脱落形成月经。因此，孕激素水平异常也可能导致月经异常的发生。 此外，垂体激素的分泌也对月经周期起着关键作用。促性腺激素和黄体生成素的分泌受到下丘脑和垂体的调控，任何一个环节出现问题都可能引起月经异常。比如，垂体瘤、下丘脑功能紊乱等都可能导致激素水平的异常，从而引发月经问题。 综上所述，月经异常与激素水平有着密切的关系。女性朋友们如果出现月经不调的情况，应及时就医，进行相关的检查和治疗。调节激素水平可能是恢复月经正常的关键一步，但具体的治疗方案需根据个体情况而定。保持良好的生活习惯、合理膳食、适度运动也有助于维持激素平衡和月经健康。希望每位女性朋友都能保持健康的身体，拥有顺畅的月经周期。 -
白癜风治疗的费用贵吗？
回答：白癜风治疗的费用因多种因素而异，包括病人的具体情况、选择的治疗方案以及当地医疗机构的收费标准。常见的治疗方法包括药物治疗、光疗和手术等，费用跨度较大，从几百元到数万元不等。患者需根据自身病情和经济状况选择合适的治疗方式。此外，部分医院和保险可能会提供相应的费用减免或补贴，建议患者提前了解清楚，以便做出合理的治疗决策。
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