医学进展
2020年05月号
卷首语
医学与社会
医生日记

人类代谢图谱

作者:刘亚青

2020年3月24日,来自瑞典的科学家利用计算机模拟人类新陈代谢图谱的研究登上了《Science》封面,研究人员构建了一个名为Human 1的新陈代谢模型及web门户网站(https://www.metabolicatlas.org/),该网站属于开源型,支持进一步探索和可视化。

研究人员还完成了建立整个可交互的2D和3D的可视化模型、健康组织和肿瘤特异性模型的建立与比较、人细胞系代谢任务关键基因的预测等工作。

人体代谢是细胞功能的重要组成部分,许多健康状况如肥胖、糖尿病、高血压、心脏病、癌症等都与异常代谢状态有关。通过筛选患者血液或尿液中的代谢生物标记物,可以诊断这些疾病,最近的研究探索了针对疾病治疗的代谢过程。尽管代谢非常重要,而且我们现在已经可以同时测量数千种代谢物,但以一种整体的方式理解人体细胞中的代谢仍然是一个挑战。

通过构建基因组规模的代谢模型(Genome-scale metabolic models,GEM)可以解决这一挑战。在过去的15年里,研究人员一直致力于开发和改善此类代谢模型。这项工作始于Recon1和EHMN,这两个模型在更新期间彼此大量整合,并已被用于研究包括营养不良、糖尿病、脂肪肝和癌症等疾病。

来自查尔姆斯理工大学的Jonathan L. Robinson等人通过整合和管理Recon和HMR模型谱系,开发出统一的人类GEM谱系——Human1及其配套门户网站Metabolic Atlas,从而解决了目前面临的一些问题,比如基因、新陈代谢物和反应非标准标识符的使用;模型组建重复等。

总之,这一框架为未来研究人类健康和疾病提供了一个不断发展的共享资源。(编译:刘亚青)  

参考文献:Science Signaling 2020;13: eaaz1482

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