迄今zui全人體新陳代謝“地圖”出爐
美國加州大學(xué)圣地亞哥分校和一個協(xié)會大學(xué)的研究人員在早期開拓性工作的基礎(chǔ)上,制作出如同地圖一樣,迄今為止zui全面的虛擬重建人體新陳代謝模型——“偵察 2”(Recon 2)。“偵察 2”可鑒定疾病的成因,并對諸如癌癥、糖尿病,甚至精神和神經(jīng)退行性疾病等提出新的具有針對性的治療方法。該研究成果在線刊登在期的《自然·生物技術(shù)》(Nature Biotechnology)上。
新陳代謝可將食物轉(zhuǎn)換成能量和人體所需的分子,而代謝失衡是潛在的致病因素。科學(xué)家以人類基因組和系統(tǒng)生物學(xué)為基礎(chǔ),借助率計(jì)算機(jī)建立了廣闊可交互的新陳代謝信息數(shù)據(jù)庫。加州大學(xué)圣地亞哥分校雅各布工程學(xué)院生物工程教授伯恩哈德·保爾松表示,在不斷改進(jìn)原來“偵察 1”的基礎(chǔ)上,開發(fā)出的“偵察 2”可使生物醫(yī)學(xué)人員在研究人體新陳代謝的網(wǎng)絡(luò)中比以往更,以了解特定的代謝途徑是如何出現(xiàn)偏差并造成疾病的。
將“偵察 2”比喻為地圖,是因?yàn)樗心芰?fù)雜的細(xì)節(jié)合并成一張單一的、互動的地圖。例如,研究人員觀察癌腫瘤的生長代謝如何進(jìn)展時,可以在該地圖上放大個人代謝反應(yīng)的細(xì)致圖像,也可以縮小來看看與其他代謝間的關(guān)系。就像地圖匯集大量數(shù)據(jù),把圖片、地址、街道和交通流量融匯成用于導(dǎo)航的綜合工具。該模型匯編了大量公開發(fā)表的文獻(xiàn)資料和既有的代謝過程模式。
“偵察 2”可以向研究人員多角度展示人體代謝網(wǎng)絡(luò),提供必要的背景數(shù)據(jù)。人體代謝網(wǎng)絡(luò)zui有前景的應(yīng)用之一,是能夠確定特定基因表達(dá)及其代謝途徑的靶向給藥。借助“偵察 2”,研究人員能夠使用現(xiàn)有的基因數(shù)據(jù)庫和整個代謝網(wǎng)絡(luò)圖,找到影響癌細(xì)胞生長的特定代謝途徑,然后通過虛擬實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證哪些藥物能夠修復(fù)代謝失衡類疾病。
“偵察 2”無疑將加速個性化診斷和治療的發(fā)展。未來,醫(yī)生可為患者開發(fā)出個人代謝網(wǎng)絡(luò)的虛擬模型,并針對各種疾病,包括糖尿病、癌癥和神經(jīng)退行性疾病確定zui有效的治療方案。(生物谷Bioon.com)