AI 发现阿尔茨海默病的疑似诱因,或许还能找到治疗方法
人工智能是一个广义的术语,包含许多不同的子类型,从可以写诗到能够专色图案否则就会错过 - 现在 AI 建模刚刚在阿尔茨海默病研究。
加州大学圣地亚哥分校 (UC San Diego) 的研究人员使用 AI 发现,一个被认为是阿尔茨海默病征兆的基因也可能是导致阿尔茨海默病的原因。它强调了阿尔茨海默病研究的一大挑战:了解疾病引起的变化以及导致疾病的变化。
一种叫做磷酸甘油酸脱氢酶 (PHGDH) 的酶和编码它的基因是这里的重点。研究人员有先前建立该基因通常在进展较快的阿尔茨海默病患者中更活跃。
目前尚不清楚是什么推动了这种联系。该团队使用 AI 更全面地模拟 PHGDH 酶的结构,表明它具有以前隐藏的功能:打开和关闭其他特定基因的开关。
进一步分析显示 PHGDH 与脑细胞内的两个基因相互作用被称为星形胶质细胞,以干扰大脑调节炎症和清除废物的能力的方式。研究人员认为这可能是引发阿尔茨海默病的转折点之一,并解释了 PHGDH 与该疾病之间的关联。
“它确实需要现代 AI 非常精确地构建三维结构才能做出这一发现,”说来自加州大学圣地亚哥分校的生物工程师 Sheng Zhong。
接下来,该团队研究了抑制 PHGDH 的方法,但只是部分抑制——理想情况下,药物会阻断其调节星形胶质细胞基因的能力,同时仍允许其发挥重要的酶作用。
该团队发现了一种名为 NCT-503 的分子,符合要求。再次部署 AI 建模来检查该分子的结构,以及它如何与 PHGDH 相互作用。NCT-503 似乎与 PHGDH 中的一个口袋结合以阻止其未经授权的基因转换。
要从这一发现中开发出真正的阿尔茨海默病药物还有很长的路要走,但研究表明,基于 NCT-503 的治疗方法可以在该疾病的小鼠模型中围绕 PHGDH 设置护栏。接受治疗的小鼠表现出记忆力和焦虑测试.
“现在有一种疗效已证明的候选治疗药物有可能进一步开发到临床试验中,”说钟.
“可能有全新的小分子类别有可能被用于开发未来的治疗方法。”
至关重要的是,NCT-503 能够通过血脑屏障访问神经元及其相关细胞,使新的治疗研究更有希望。基于该分子的药物甚至可以口服。
虽然需要时间来解开阿尔茨海默病的复杂性,以及其发展所涉及的所有不同因素——从环境应力自遗传学– 每一项新研究都让我们离解决方案更近一步,并改进我们应对这种情况的方式。
“不幸的是,阿尔茨海默病的治疗选择非常有限,”说钟.“目前治疗反应并不突出。”
该研究已发表在细胞.