治疗“渐冻症”新希望:AI助力发现多个潜力治疗靶点

▎本文内容主要来自英矽智能新闻稿
肌萎缩侧索硬化症(ALS)俗称“渐冻症”,是一类致命的神经退行性疾病。ALS患者大脑和脊髓中的运动神经元不可逆退化,导致逐步失去自主肌肉运动能力,比如:走路、说话、吃饭,最终甚至将丧失呼吸的能力。
通常,ALS的疾病进展迅速,从出现症状到走向死亡,患者的平均预期寿命仅有2-5年。目前全球范围内有超过70万人被确诊患有ALS,但遗憾的是,已获批治疗ALS的药物并不能阻止或逆转患者的神经退行性变。
在6月28日出版的Frontiers in Aging Neuroscience杂志上,在与Answer ALS、约翰·霍普金斯大学医学院、哈佛医学院附属麻省总医院、妙佑医疗国际、清华大学以及福贝生物等机构或项目的研究合作中,英矽智能(Insilico Medicine)的科学家利用自主研发的人工智能生物靶点发现平台PandaOmics™,确定了多个此前从未报道过的ALS潜在治疗靶点。这项发现为ALS患者未来的治疗提供了新希望。
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在这项研究中,团队通过搜索大量的数据集寻找与疾病相关的基因,并识别可作为创新疗法的潜在靶点。科学家们利用英矽智能自主研发的AI靶点识别引擎分析了来自公共数据集的中枢神经系统(CNS)转录组学数据集,以及来自Answer ALS项目,由诱导性多功能干细胞分化成的运动神经元(diMN)转录组和蛋白组学数据
其中,CNS数据主要反映ALS 的晚期特征(神经元死亡、神经炎症),而diMN样本的结果更可能与早期特征(DNA损伤、谷氨酸毒性)相关。因此,diMN和CNS样本的结合使用有助于全面了解ALS疾病进展。
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图片来源:123RF
经过分析,团队从CNS和diMN样本中确定了17个高置信度靶点11个全新的靶点。随后,研究人员在模拟了ALS最常见遗传原因的C9ALS果蝇模型中对这些靶点展开验证。结果表明,其中18个靶点(64%)与ALS的神经退行性症状具有适度或强相关性。抑制这些靶点,可以减缓神经退行性症状。
值得注意的是,这18个具有潜力的靶点中,涵盖8个从未报告过的基因,分别是KCNB2、KCNS3、ADRA2B、NR3C1、P2RY14、PPP3CB、PTPRC和RARA。所有的潜在靶点均披露在已发表论文和ALS.AI网站上。
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▲当8个此前未报道过的人类基因的果蝇直系同源基因缺失,果蝇的眼部退化得到强效缓解。(图片来源:参考资料[1])
总体而言,该研究证实了PandaOmics™可以识别在ALS神经退行性变中起潜在作用的治疗靶点。在这项研究中,人工智能的应用将靶点发现时间从几年缩短至数月,并为寻找针对ALS和其他疾病的潜在疗法指明了方向。
参考资料:
[1] Pun Frank W., Liu Bonnie Hei Man, Long Xi et al., Identification of Therapeutic Targets for Amyotrophic Lateral Sclerosis Using PandaOmics – An AI-Enabled Biological Target Discovery Platform.Frontiers in Aging Neuroscience(2022) DOI: 10.3389/fnagi.2022.914017
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