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语义相似性导致帕金森病的新型候选药物

2023-03-03 16:59:58 生活
导读 根据加拿大多伦多大学的安格斯·麦奎班(Angus McQuibban)及其同事于2月<>日在开放获取期刊PLoS Biology上发表的一项新研究,研究人员用来

根据加拿大多伦多大学的安格斯·麦奎班(Angus McQuibban)及其同事于2月<>日在开放获取期刊PLoS Biology上发表的一项新研究,研究人员用来描述其结果的词语可以用来发现帕金森病的潜在新疗法。该研究采用人工智能(AI)系统来识别现有的抗胆固醇药物,该药物能够促进线粒体的处置,线粒体是细胞中在疾病中受损的能量成分。

导致帕金森病(PD)的完整致病途径尚不清楚,但一个明显的因素是线粒体功能障碍和无法处理有缺陷的线粒体,这一过程称为线粒体自噬。至少有五个与PD有关的基因直接或间接地与线粒体自噬受损有关,因此作者寻找可以增强线粒体自噬过程的化合物。

已经鉴定出几种这样的化合物,但其中大多数也会对细胞造成伤害,从而排除了它们作为候选药物的可能性。这导致作者询问描述这些化合物的文献是否可能导致它们转向其他化合物,这些化合物以前与线粒体自噬增强无关,但这些化合物的描述也出现在讨论已知增强子的论文中。

识别这种语义相似性的模式是IBM Watson for Drug Discovery的核心技能之一,这是一个在超级计算机上运行的AI程序,用于分析已发表的文献中的关键词,短语和并列模式。该团队使用该程序开发了真正的线粒体自噬增强子的语义“指纹”,然后在来自药物数据库中的一组三千多名候选者的文献中寻找类似的指纹。

前79名候选人在细胞培养中筛选线粒体毒物。然后,该测定的三个顶级候选者在其他几种线粒体自噬测定中进行了测试,该测定确定了降胆固醇药物probucol作为具有最佳有效性和可能安全性组合的化合物。还发现Probucol可改善两种不同的帕金森病动物模型(PD主要是一种运动障碍)的运动功能,存活率和神经元丢失。

Probucol对线粒体自噬的影响需要脂滴的形成和作用,脂滴是瞬时细胞结构,有助于在压力期间维持线粒体完整性,并且在帕金森病中异常积累。已知Probucol靶向ABCA1,一种参与脂质转运的蛋白质,ABCA1水平的降低降低了probucol促进线粒体自噬的能力,这表明ABCA1可能是脂滴在线粒体自噬中的作用的介质。

“我们的研究展示了一种基于计算机/细胞的双重筛选方法,该方法确定了导致线粒体自噬增强的已知和新机制,”McQuibban说。“鉴于脂滴积累与ABCA1之间的联系,probucol似乎有可能通过动员脂滴来增强线粒体自噬。针对这种机制可能是有利的。

McQuibban补充说:“在我们的研究中,我们使用人工智能平台IBM Watson有效地识别目前批准的药物,这些药物可能会被重新用作帕金森病的治疗方法。

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