Integrated Biosciences(一家將合成生物學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)相結(jié)合以針對(duì)衰老為目標(biāo)的生物技術(shù)公司)的研究人員在《自然衰老》五月刊上發(fā)表的一篇新出版物展示了人工智能(AI)發(fā)現(xiàn)新型senolytic化合物的力量，這是一類正在深入研究的小分子，因?yàn)樗鼈兡軌蛞种婆c年齡相關(guān)的過程，如纖維化， 炎癥和癌癥。

這篇題為“使用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)小分子senolytics”的論文是與麻省理工學(xué)院(MIT)和麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)博德研究所的研究人員合作撰寫的，描述了人工智能引導(dǎo)的超過800萬種化合物的篩選，以揭示三種候選藥物，其療效和藥物化學(xué)特性與目前正在研究的senolytics相當(dāng)。

“這項(xiàng)研究結(jié)果是長(zhǎng)壽研究和人工智能應(yīng)用于藥物發(fā)現(xiàn)的重要里程碑，”Integrated Biosciences的聯(lián)合創(chuàng)始人，該出版物的第一作者Felix Wong博士說。“這些數(shù)據(jù)表明，我們可以在計(jì)算機(jī)中探索化學(xué)空間，并出現(xiàn)多種候選抗衰老化合物，這些化合物更有可能在臨床上取得成功，與今天正在研究的最有希望的例子相比。

Senolytics是在不再分裂的衰老細(xì)胞中選擇性誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡或程序性細(xì)胞死亡的化合物。衰老細(xì)胞是衰老的標(biāo)志，與廣泛的年齡相關(guān)疾病和病癥有關(guān)，包括癌癥、糖尿病、心血管疾病和阿爾茨海默病。盡管臨床結(jié)果有希望，但迄今為止發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)senolytic化合物都受到生物利用度差和不良副作用的阻礙。Integrated Biosciences成立于2022年，旨在克服這些障礙，針對(duì)其他被忽視的衰老標(biāo)志，并使用人工智能，合成生物學(xué)和其他下一代工具更廣泛地推進(jìn)抗衰老藥物的開發(fā)。

“治療與年齡有關(guān)的疾病的最有希望的途徑之一是確定治療干預(yù)措施，選擇性地從體內(nèi)去除這些細(xì)胞，類似于抗生素如何在不傷害宿主細(xì)胞的情況下殺死細(xì)菌。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，“綜合生物科學(xué)公司衰老生物學(xué)負(fù)責(zé)人，該出版物的聯(lián)合第一作者Satotaka Omori博士說。“我們相信，使用我們的平臺(tái)發(fā)現(xiàn)的化合物將在臨床試驗(yàn)中改善前景，并最終有助于老年人恢復(fù)健康。

在他們的新研究中，Integrated Biosciences研究人員在實(shí)驗(yàn)生成的數(shù)據(jù)上訓(xùn)練深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以預(yù)測(cè)任何分子的senolytic活性。使用這個(gè)人工智能模型，他們從超過800萬個(gè)分子的化學(xué)空間中發(fā)現(xiàn)了三種高度選擇性和有效的senolytic化合物。這三種藥物均顯示出提示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)中被發(fā)現(xiàn)具有良好的毒性特征。

結(jié)構(gòu)和生化分析表明，所有三種化合物都結(jié)合Bcl-2，Bcl-80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周齡小鼠(大致相當(dāng)于<>歲的人類)中測(cè)試其中一種化合物的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，它清除了衰老細(xì)胞并減少了腎臟中衰老相關(guān)基因的表達(dá)。

“這項(xiàng)工作說明了人工智能如何用于使醫(yī)學(xué)更接近解決衰老的療法，這是生物學(xué)的基本挑戰(zhàn)之一，”麻省理工學(xué)院醫(yī)學(xué)工程與科學(xué)Termeer教授兼綜合生物科學(xué)科學(xué)顧問委員會(huì)的創(chuàng)始James J. Collins博士說?？铝炙共┦渴恰蹲匀焕淆g化》論文的資深作者，他領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在 2020 年發(fā)現(xiàn)了第一種通過機(jī)器學(xué)習(xí)鑒定的抗生素。

“綜合生物科學(xué)建立在我的學(xué)術(shù)實(shí)驗(yàn)室在過去十年左右所做的基礎(chǔ)研究的基礎(chǔ)上，表明我們可以使用系統(tǒng)和合成生物學(xué)來靶向細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)。這種實(shí)驗(yàn)性的力量和產(chǎn)生它的恒星平臺(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)壽研究的實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。