新平臺(tái)有望推動(dòng)老年抗衰老化合物的開發(fā)和長(zhǎng)壽研究取得進(jìn)展。整合生物科學(xué)公司(Integrated Biosciences)的研究人員最近在《自然-衰老》(Nature Aging)雜志上發(fā)表了一篇論文。該論文展示了如何利用人工智能(AI)來(lái)識(shí)別新的抗衰老化合物。這類小分子化合物因其抑制纖維化、炎癥和癌癥等衰老相關(guān)過(guò)程的潛力而備受關(guān)注。


該研究論文是麻省理工學(xué)院(MIT)、麻省理工學(xué)院布羅德研究所(Broad Institute of MIT)和哈佛大學(xué)的研究人員共同努力的成果。該論文概述了由人工智能主導(dǎo)的對(duì)80多萬(wàn)種化合物的分析,成功鑒定出三種潛在藥物,它們與目前正在研究的抗衰老藥物具有相似的療效和更優(yōu)越的藥物化學(xué)特性。
"這項(xiàng)研究成果對(duì)于長(zhǎng)壽研究和人工智能在藥物發(fā)現(xiàn)中的應(yīng)用都是一個(gè)重要的里程碑,"Integrated Biosciences公司聯(lián)合創(chuàng)始人、該論文第一作者Felix Wong博士說(shuō)。"這些數(shù)據(jù)表明,我們可以在硅學(xué)中探索化學(xué)空間,并發(fā)現(xiàn)多種候選抗衰老化合物,與目前正在研究的最有前景的同類化合物相比,這些化合物更有可能在臨床上取得成功。"
衰老素是一類新興的在研藥物化合物,它能選擇性地殺死與衰老相關(guān)的衰老細(xì)胞(左圖,紅色染色),而不影響其他細(xì)胞(右圖)。利用人工智能,Integrated Biosciences的研究人員首次發(fā)現(xiàn)了三種衰老劑,它們與主要的在研化合物相比,具有可比的療效和更優(yōu)越的類藥物特性。資料來(lái)源:Integrated Biosciences
衰老素是一種化合物,可選擇性地誘導(dǎo)不再分裂的衰老細(xì)胞發(fā)生凋亡或程序性細(xì)胞死亡。衰老細(xì)胞是衰老的標(biāo)志之一,與癌癥、糖尿病、心血管疾病和阿爾茨海默病等多種與年齡相關(guān)的疾病和病癥有關(guān)。
盡管臨床結(jié)果令人鼓舞,但迄今發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)衰老分解化合物都因生物利用率低和不良副作用而受到阻礙。Integrated Biosciences公司成立于2022年,旨在利用人工智能、合成生物學(xué)和其他下一代工具克服這些障礙,瞄準(zhǔn)其他被忽視的衰老特征,更廣泛地推進(jìn)抗衰老藥物的開發(fā)。
"治療衰老相關(guān)疾病最有希望的途徑之一是找到治療干預(yù)措施,選擇性地清除體內(nèi)的這些細(xì)胞,就像抗生素殺死細(xì)菌而不傷害宿主細(xì)胞一樣。我們發(fā)現(xiàn)的化合物顯示出高選擇性以及產(chǎn)生成功藥物所需的有利藥物化學(xué)特性,"Integrated Biosciences公司老齡生物學(xué)負(fù)責(zé)人、該刊物共同第一作者Satotaka Omori博士說(shuō)。"我們相信,利用我們的平臺(tái)發(fā)現(xiàn)的化合物在臨床試驗(yàn)中將會(huì)有更好的前景,并將最終幫助衰老患者恢復(fù)健康。"
在他們的新研究中,Integrated Biosciences的研究人員在實(shí)驗(yàn)生成的數(shù)據(jù)上訓(xùn)練了深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),以預(yù)測(cè)分子的衰老活性。利用這一人工智能模型,他們從80多萬(wàn)個(gè)分子的化學(xué)空間中發(fā)現(xiàn)了三種高選擇性的強(qiáng)效衰老分解化合物。
這三種化合物都顯示出了高口服生物利用度的化學(xué)特性,并且在溶血和遺傳毒性試驗(yàn)中具有良好的毒性特征。結(jié)構(gòu)和生化分析表明,這三種化合物都與Bcl-2結(jié)合,Bcl-2是一種調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡的蛋白質(zhì),也是化療靶標(biāo)。在80周大的小鼠(大致相當(dāng)于80歲的人類)中測(cè)試其中一種化合物的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),它能清除衰老細(xì)胞并減少腎臟中衰老相關(guān)基因的表達(dá)。
麻省理工學(xué)院醫(yī)學(xué)工程與科學(xué)Termeer教授、Integrated Biosciences科學(xué)顧問(wèn)委員會(huì)創(chuàng)始主席James J.Collins博士說(shuō):"這項(xiàng)工作說(shuō)明了如何利用人工智能使醫(yī)學(xué)離解決衰老問(wèn)題的療法更近一步,而衰老是生物學(xué)的基本挑戰(zhàn)之一。Integrated Biosciences是在我的學(xué)術(shù)實(shí)驗(yàn)室過(guò)去十多年所做的基礎(chǔ)研究的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,它表明我們可以利用系統(tǒng)生物學(xué)和合成生物學(xué)針對(duì)細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)進(jìn)行研究。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)成果和產(chǎn)生它的明星平臺(tái)使這項(xiàng)工作在藥物發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域脫穎而出,并將推動(dòng)長(zhǎng)壽研究取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展"。