metabolic modeling

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文章数：5篇

个性化全身模型

新型个性化全身模型可预测疾病标记物和基础代谢速率

精准医疗的一个重要目的是通过建立可预测的个性化人体计算模型，预测可能的治疗方案。本文作者建立的分为男女两种的人体计算模型，同时考虑了传统的生理指标和组学数据，具有器官特异性，在分子水平上和基因组范围内再现了人体全身代谢模型。该模型的介绍和使用方法在https://opencobra.github.io/cobratoolbox/stable/index.html，欢迎读者尝试。

个性化全身模型 Flux balance analysis human metabolism metabolic modeling Microbiome

微生物组-代谢组

亟待优化的微生物组-代谢组关联分析

用相关性分析手段评估微生物对代谢物变化量的影响常会得到假阳性结果，因为1）其对“影响”二字无严格定义，2）缺乏自然条件下微生物-代谢物互作的真实数据。本文通过建立数学模型和使用化学恒化器建立简化的体外微生物-代谢物模型证明了传统的相关性分析预测准确度低，但也随不同菌株、代谢物和环境波动的不同而变化，而原理验证结果可帮助改善准确度。尽管如此微生物组-代谢组数据仍包含了大量信息，建议未来的方向包括1）使用多菌株代谢模型来复制实验，2）多变量分析解构菌株与环境间关系，3）使用概率方法融入未知原理。

微生物组-代谢组关联性分析 Correlation evaluation metabolic modeling

Cell子刊：菌群影响帕金森病症？

患帕金森后，患者体内的各项代谢途径受到影响。本研究通过对照研究发现，与非患病个体相比，帕金森患者体内的转硫代谢途径改变，且多巴胺能药物治疗可缓解这一现象。进一步分析发现，肠道菌群参与此硫代谢途径，两个主要作用菌株为Akk菌和沃氏嗜胆菌。结合菌群-宿主共代谢，发现牛磺酸共轭胆汁酸是帕金森患者运动症状的主要生物标志物，硫酸化牛磺石胆酸与普通人群的帕金森症状发生有关。虽然研究未能矫正膳食等其他因素的影响，且相关组学数据也并不全面，但该文章揭示了帕金森患者特定的宿主-菌群硫共代谢相关机制，为其临床治疗提供了新的思路。

帕金森症宿主-菌群互作硫代谢 Parkinson's disease bile acid metabolism

Cell：共生菌介导二甲双胍药效的新机制

二甲双胍是治疗2型糖尿病的一线药物，也是潜在的抗衰老药。Cell发表的一项最新研究，建立了一种使用大肠杆菌和线虫的高通量筛选方法，并用该方法分析了二甲双胍如何影响共生大肠杆菌的代谢途径从而促进线虫宿主长寿的机制，揭示出介导这一作用的细菌转录因子和代谢产物，以及营养物质对该过程的影响。这种高通量方法可用于研究宿主-微生物-药物-营养之间的互作，有助于开发菌群靶向疗法，比如用营养干预来优化菌群介导的药物疗效。

二甲双胍 aging C. elegans Drosophila humans

量化人类口腔菌群生物合成能力的新方法

微生物的生物合成能力是其生长和相互作用的基础，在微生物群落结构中起着重要作用。对于大型、多样的微生物群落，这些能力的预测受到代谢功能和环境条件的不确定性的限制。eLife发表的文章，提出一种基于渗透理论的概率方法，来计算量化代谢网络如何在一组可变环境下产生一组给定的代谢产物。本方法是基于整个代谢网络，并捕获大量不同的途径，即不依赖于已经注释的生物合成途径，而是寻求使用整个代谢网络结构来预测生物合成能力。本方法可广泛用于理解复杂微生物生态系统中的代谢相互作用。

口腔菌群 Saccharibacteria (TM7) computational biology human microbiome metabolic modeling