马萨诸塞州总
医院医学中心(MGH-CEM)和Shriners儿童医院的一组研究人员的研究 已经推动了加速发现肥胖,II型糖尿病和其他代谢疾病药物靶点的技术进步。新颖的实验和计算工作流程涉及首先使用啮齿动物胃旁路模型,最先进的质谱法和一系列生物信息学工具来开始解剖胃旁路手术如何导致体重减轻和2型糖尿病的分解。他们关于手术对肝脏代谢的影响的报告上个月在“ 技术 ”杂志上发表。
该项目首席研究员MGH-CEM的Nima Saeidi博士说:“胃旁路治疗的治疗效果让我们希望能够发现新型的肥胖和糖尿病药物。“我们的目标是逆向工程减肥和解决血糖控制,而无需执行这种侵入性手术。为了达到这个目标,我们必须首先掌握肝脏,肌肉,脂肪组织,甚至小肠等代谢因子如何在手术后自我重编以引发体重减轻和逆转胰岛素抵抗“
为了解决这一挑战,该团队一直在利用质谱快速发展来有效量化成千上万个生物分子,即代谢物和蛋白质,以获得有关特定组织或整个器官对胃旁路反应的线索。在本研究中,他们利用最先进的SWATH蛋白质组学工作流程发现大鼠肝脏中约100种蛋白质,其水平受Roux-en-Y胃旁路手术(RYGB)手术的显着影响。这些包括涉及铁转运,脂质代谢和胆汁酸共轭的蛋白质,其中一些可能是使用肝特异性基因沉默技术RNAi的代谢疾病的可药用靶标。展示了这个平台的效用,
该论文的主要作者Gautham Vivek Sridharan博士说:“我们终于在生物医学研究中达到了一个阶段,我们可以通过成本有效地获取大规模的mRNA,蛋白质和代谢物数据来询问复杂的体内系统。挑战仍然在于解释这些高维数据,以提供关于组织特异性代谢和信号通路如何由手术触发的生物学见解。“
在研究中,Sridharan采用基于网络的方法来整合蛋白质和代谢物数据,以发现根据传统教科书途径可能不是直观的手术影响的子网络或模块。他补充说:“展望未来,开发基于网络的算法来处理时间序列的omics数据将是解决复杂因果关系的必要条件,例如手术后血浆激素水平对组织转录重编程的影响”
MGH-CEM主任,兼职作者马丁·艾姆舒斯博士,博士,强调了这项工作的多学科性质。“该领域的调查人员一直在追求这种对啮齿动物胃旁路模型的多元分析来研究代谢疾病,但这项工作需要啮齿动物手术,多元分析和计算生物学方面的专业知识。在CEM,我们使工程科学家能够与临床医生合作,在世界一流的研究医院解决生物医学中的复杂问题。这项工作可能对生物技术公司有兴趣在代谢疾病领域建立药物管道。“
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