由盧森堡大學(xué)盧森堡系統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)中心(LCSB)牽頭的國(guó)際研究聯(lián)盟開(kāi)發(fā)了一個(gè)世界上獨(dú)一無(wú)二的數(shù)據(jù)庫(kù)：虛擬代謝人類數(shù)據(jù)庫(kù)(VMH)。VMH是一系列知識(shí)，來(lái)自世界各地的研究人員在過(guò)去60年中產(chǎn)生了關(guān)于人體新陳代謝的知識(shí)。

負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的是LCSB分子系統(tǒng)生理學(xué)小組負(fù)責(zé)人Ines Thiele教授。Thiele和她的團(tuán)隊(duì)與來(lái)自法國(guó)，荷蘭和印度的項(xiàng)目合作伙伴一起系統(tǒng)地收集和匯總了人體新陳代謝，疾病，微生物腸道菌群和營(yíng)養(yǎng)的數(shù)據(jù)。研究人員還將這些匯總的知識(shí)與人類代謝過(guò)程的綜合計(jì)算機(jī)模型相結(jié)合。VMH數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)開(kāi)源項(xiàng)目。開(kāi)源意味著公共資助研究的結(jié)果已經(jīng)向公眾提供。“因此，對(duì)任何研究人員來(lái)說(shuō)，只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)即可獲得新陳代謝研究的每一個(gè)細(xì)節(jié)，”Ines Thiele說(shuō)。科學(xué)雜志“ 核酸研究”10月29日在VMH上公布了結(jié)果作為特殊興趣的“突破性”文章。

例如，很少有人類疾病有一個(gè)觸發(fā)器作為其原因 - 就像一個(gè)突變基因一樣。相反，大多數(shù)時(shí)候，有無(wú)數(shù)的內(nèi)部和外部影響在起作用。對(duì)于復(fù)雜的疾病，如帕金森氏癥，阿爾茨海默氏癥和癌癥，這正是如此。雖然研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了大量關(guān)于疾病模式的細(xì)節(jié)，但“到目前為止，這些知識(shí)已分散在不同的論文和數(shù)據(jù)庫(kù)中，”Ines Thiele說(shuō)。“即使是專家，也很難看到全貌。” 因此，除非它們恰好同時(shí)或在同一期刊上發(fā)表，否則檢索研究結(jié)果之間的現(xiàn)有相關(guān)性是耗時(shí)且麻煩的。這將隨著VMH而改變。

一個(gè)獨(dú)特的人體新陳代謝數(shù)據(jù)庫(kù)

隨著VMH的公開(kāi)發(fā)布，由Ines Thiele領(lǐng)導(dǎo)的研究聯(lián)盟暫時(shí)結(jié)束了一項(xiàng)真正艱巨的任務(wù)。五年來(lái)，研究人員收集并匯總了有關(guān)新陳代謝主題的出版物和數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)。必須精心準(zhǔn)備這些數(shù)據(jù)，這意味著必須準(zhǔn)備好兼容VMH中使用的數(shù)據(jù)。該研究團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)了一種所謂的營(yíng)養(yǎng)設(shè)計(jì)師，用于從營(yíng)養(yǎng)研究中獲得的數(shù)據(jù)。該Designer可用于運(yùn)行代謝過(guò)程的模擬，重點(diǎn)是飲食。Thiele評(píng)論道，“這是一件全新而且非?？岬氖虑?。” 通過(guò)來(lái)自盧森堡國(guó)家研究基金會(huì)(FNR)的Ines Thiele的ATTRACT獎(jiǎng)學(xué)金獲得的項(xiàng)目資金，這一努力都得以實(shí)現(xiàn)，她的ERC啟動(dòng)資助，

二級(jí)和三級(jí)學(xué)生被納入數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建，作為項(xiàng)目合作伙伴，荷蘭萊頓大學(xué)的羅南弗萊明教授和LCSB集團(tuán)“系統(tǒng)生物化學(xué)”的前負(fù)責(zé)人解釋說(shuō)：“去年，我們主持了一個(gè)學(xué)校和大專學(xué)生的夏季課程與盧森堡大學(xué)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)室一起。在這門課程中，學(xué)生們共同研究VMH數(shù)據(jù)，并在谷歌般的人體新陳代謝圖中對(duì)其進(jìn)行可視化。盡管大多數(shù)學(xué)生很少或根本沒(méi)有先前的科學(xué)經(jīng)驗(yàn)，但他們對(duì)該項(xiàng)目做出了非常有價(jià)值的貢獻(xiàn)，正如弗萊明所說(shuō)：“因此，參與該項(xiàng)目的每個(gè)人都是該論文的共同作者。”

生物醫(yī)學(xué)研究的有效工具

VMH將為生物醫(yī)學(xué)工作提供相當(dāng)大的推動(dòng)力，Ines Thiele深信：“我們的數(shù)據(jù)庫(kù)揭示了迄今為止人類和腸道微生物代謝過(guò)程之間隱藏的聯(lián)系。” 除此之外，這對(duì)于活性藥物成分(API)的開(kāi)發(fā)也很重要。例如，現(xiàn)在可以確定旨在對(duì)抗某種疾病的藥物是否也會(huì)擾亂對(duì)我們的新陳代謝具有生理學(xué)重要性的腸道細(xì)菌。Thiele繼續(xù)說(shuō)道，“只需點(diǎn)擊一下，VMH就會(huì)告訴我，人體代謝途徑或API靶向的蛋白質(zhì)是否也存在于任何細(xì)菌中。” 然后，通過(guò)巧妙地修改該API，可以避免例如副作用。

對(duì)于研究人員來(lái)說(shuō)，VMH的發(fā)布并沒(méi)有標(biāo)志著他們工作的結(jié)束，正如Thiele解釋的那樣：“我們必須進(jìn)一步加強(qiáng)我們的努力，以便VMH始終保持最新的研究見(jiàn)解并成為真正有效的生物醫(yī)學(xué)研究的工具。“ 下一階段是獲得資金，以雇用更多的科學(xué)家和程序員。“現(xiàn)在VMH在線，我們將收到各種反饋和指向研究同事的更多數(shù)據(jù)，”Thiele說(shuō)。“將這些信息整合到VMH中將需要付出巨大努力。” Thiele設(shè)想將VMH擴(kuò)展為預(yù)測(cè)模擬工具。“那么就有可能分析人體新陳代謝的更多方面 以及我們的環(huán)境 - 如果存在相應(yīng)的數(shù)據(jù)，最終可以進(jìn)行個(gè)性化預(yù)測(cè)，或者換言之，為特定患者做出預(yù)測(cè)。“