人工智慧或能幫助揭示永葆青春的秘密 尋減緩衰老藥物

人工智慧或能幫助揭示永葆青春的秘密 尋減緩衰老藥物

新浪科技2016-12-09

永葆青春的關鍵是什麼？近日，俄羅斯科學家提出了一個尋找該問題答案的計劃，而人工智慧將在其中發揮重要的作用。這是一張關於衰老的概念圖。

細胞培養結束之後，研究人員再次測量了包括細胞大小、形狀和內部結構複雜性等特徵，同時還有一種與衰老有關的標記物——β-半乳糖苷酶的濃度。上圖為成纖維細胞的β-半乳糖苷酶染色結果，藍色代表細胞的衰老。

研究人員利用計算機模擬對數百種化合物進行篩選，並開發出了一種能鑒定所謂「防衰老劑」（geroprotector）的工具——GeroScope。

新浪科技訊 北京時間12月9日消息，據國外媒體報道，永葆青春的關鍵是什麼？近日，俄羅斯科學家提出了一個尋找該問題答案的計劃，而人工智慧將在其中發揮重要的作用。

研究人員利用計算機模擬對數百種化合物進行篩選，並開發出了一種能鑒定所謂「防衰老劑」（geroprotector）的工具——GeroScope。通過這一技術，研究者能比較年輕和年老病人的細胞變化，尋找能夠減緩衰老過程的藥物。

主持這一項目的科學家來自莫斯科物理技術學院和電子醫藥有限公司（Insilico Medicine Inc）。據介紹，利用計算機模擬技術，科學家能縮短開發抗衰老藥物的時間並降低成本。「人口老齡化已經成為全球性的問題，」俄羅斯科學院衰老與長壽遺傳學實驗室的負責人Alexey Moskalev說，「開發出能高效合成抗衰老藥物的方法，並使這些藥物能在人體有效應用，已經成為生物醫藥領域最重要的挑戰之一。我們已經提出了一個可能的方案，距離這一問題的解決更近了一步。」

在此之前，研究人員利用Oncofinder對癌症相關的生理過程進行了研究。Oncofinder是一種癌細胞和健康細胞進行比較的演算法，需要首先採集組織樣品。現在，他們在GeroScope上採用了類似的方法。

研究團隊首先分析了組織樣品中的轉錄組數據——從脫氧核糖核酸（DNA）中讀取並轉錄為核糖核酸（RNA）。這些組織樣品的捐獻者既有年齡在15歲到30歲之間的年輕人，也有超過60歲的老年人。通過對分析得到的數據進行計算機模擬，科學家鑒別並重建了與衰老相關的分子通路，而這些正是導致細胞發生變化的反應序列。

GeroScope能夠模擬分子通路並分析細胞對各種物質的反應。研究團隊從之前發表的抗衰老藥物資料庫中選擇了70種化合物。利用新的演算法，他們鑒別出了10種具有延長生命潛力的物質。接著，研究者為這10種物質設置了實驗，利用人體成纖維幹細胞（結締組織細胞）對細胞「更生」和存活兩種效應進行。

研究人員首先測量了細胞的各項特徵，包括大小、形狀和內部結構的複雜性，之後將這些細胞與一種物質和生長介質混合，分別保持6天、12天和18天。培養結束之後，研究人員再次測量了與之前同樣的特徵，同時還有一種與衰老有關的標記物——β-半乳糖苷酶的濃度。

實驗結果顯示，這10種物質對人體細胞有著不同的效果。例如，一種名為去甲二氫愈創木酸（NDGA） 的物質對細胞更生沒有效果，並且會降低短期和長期的存活率；乙醯半胱氨酸（NAC）具有輕微的更生效果，卻會顯著降低存活率；楊梅黃酮（Myricetin）也具有輕微的更生效果，而表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）的更生效果較強。

不過，研究人員發現，一種名為2-（2-氨基-3-甲氧基苯基）-4H-1-苯並吡喃-4-酮（PD-98059）的物質具有非常強的更生效果，並且能同時提高短期和長期存活率。在人成纖維細胞的細胞培養液中，實驗結果又證實了計算機模擬對另外4種物質作出的預測。

研究者稱，對計算機模擬來說，這是一個相當不錯的結果。製藥產業中，在動物身上測試成功的藥物中有92%會在人體臨床試驗中出現問題。能以如此高精度的電子技術模擬生物效果，是生物醫療領域真正的突破。這些物質中有一些已經被作為膳食輔助品出售，而未來科學家還需要對這些物質的效果進行確認，並研究有哪些組合可以最大程度帶來益處，同時減少任何可能的副作用。

科學家表示，該研究證明了PD-98059和乙醯半胱氨酸是效果最好的抗衰老劑，他們希望利用有關的生物學標記，使這些新藥物儘快地為人所用。