利用AI數(shù)據(jù)創(chuàng)建“蛋白質(zhì)組時(shí)鐘”
眼睛的分子年齡首次確定
張夢(mèng)然
一組研究人員通過(guò)分析手術(shù)過(guò)程中常規(guī)取出的微小眼液滴，繪制了來(lái)自眼內(nèi)不同細(xì)胞類型的近6000種蛋白質(zhì)的圖譜。美國(guó)斯坦福大學(xué)研究人員在10月19日的《細(xì)胞》雜志發(fā)表論文稱，他們使用人工智能模型根據(jù)這些數(shù)據(jù)創(chuàng)建了一個(gè)“蛋白質(zhì)組時(shí)鐘”，可根據(jù)健康人的蛋白質(zhì)譜判斷其眼睛的分子年齡。該時(shí)鐘顯示，糖尿病視網(wǎng)膜病變和葡萄膜炎等疾病會(huì)導(dǎo)致特定類型細(xì)胞加速衰老。令人驚訝的是，研究人員還在眼液中檢測(cè)到與帕金森病相關(guān)的蛋白質(zhì)，這可能為帕金森病的早期診斷提供途徑。
為了繪制眼內(nèi)不同類型細(xì)胞的蛋白質(zhì)圖譜，研究團(tuán)隊(duì)使用高分辨率方法來(lái)表征120個(gè)液體活檢中的蛋白質(zhì)，這些活檢樣品取自接受眼科手術(shù)患者的房水或玻璃體液。他們總共鑒定出了5953種蛋白質(zhì)，是之前類似研究中鑒定的蛋白質(zhì)數(shù)量的10倍。使用新創(chuàng)建的軟件工具，研究人員能將每種蛋白質(zhì)追溯到特定的細(xì)胞類型。
研究人員建立了一個(gè)人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)模型，來(lái)研究疾病與分子衰老之間的關(guān)系，其可根據(jù)26種蛋白質(zhì)的子集預(yù)測(cè)眼睛的分子年齡。因此，該模型能準(zhǔn)確判斷健康眼睛的年齡，表明疾病與顯著的分子衰老有關(guān)。
研究人員還檢測(cè)到了幾種與帕金森病相關(guān)的蛋白質(zhì)。篩查眼液中的這些標(biāo)記物可實(shí)現(xiàn)帕金森病的早期診斷和后期的治療監(jiān)測(cè)。
研究表明，衰老可能是器官甚至細(xì)胞特異性的，這可能會(huì)促進(jìn)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)和臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)的進(jìn)步。這些發(fā)現(xiàn)表明，人體器官正在以不同的速度老化，使用靶向抗衰老藥物可能是預(yù)防性精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的下一步。
接下來(lái)，研究人員計(jì)劃對(duì)更多患者和更廣泛的眼部疾病的樣本進(jìn)行表征。他們表示，新方法可用于分析其他難以采樣的組織。例如，腦脊液活檢可用于研究或診斷大腦，滑液可用于研究關(guān)節(jié)，尿液可用于研究腎臟等。
