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2023-06-15美國生技公司運用AI 找出能殺死老化細胞的抗衰老藥物 498 期

Author 作者 編譯|羅億庭

美國專注於以合成生物學技術與人工智慧(artificial intelligence, AI)進行抗衰老研究的生技公司Integrated Biosciences,近期在《自然老化》(Nature Aging)期刊 上發表了一篇他們與美國麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology, MIT)及麻省理工-哈佛布洛德研究所(Broad Institute of MIT and Harvard)共同執行的研究。該研究團隊以AI篩選超過80萬種小分子化合物,最終找出三種具有更優秀藥物化學性質的新型抗衰老候選藥物(senolytic)。

「抗衰老藥物」指的是一種能選擇性誘導已經不再分 裂的衰老細胞走向細胞凋亡(apoptosis)或是程序性 死亡(programmed cell death)的化合物,藉由清除衰 老的細胞延緩、阻止甚至是逆轉老化相關疾病。目前 已經有一些關於抗衰老藥物的研究,儘管它們在臨床 上的結果很值得期待,但大多數抗衰老藥物都出現生 體可用率(bioavailability)〔註〕差與產生不良副作用 等問題。在這次的新研究中,Integrated Biosciences的 研究人員以實驗生成的數據訓練深度神經網路(deep neural networks),預測每一個候選小分子的抗衰老 活性。透過AI模型,它們從超過80萬種分子中找出 三種有效且針對衰老細胞選擇性高的抗衰老化合物。 這三種分子以口服方式使用時皆顯示出高度的生體可 用率,而在毒性概況(toxicity profiles)中的溶血性 (hemolysis)、遺傳毒性(genotoxicity)的試驗中也 顯示了它的可利用性。

在結構與生化分析結果中顯示,這三種化合物都與一種調節細胞凋亡的蛋白質「Bcl-2」結合。此外,在動物實驗測試其中一種抗衰老藥物分子的效果時,也發現藥物能清除年齡約80週大的小鼠(相當於80歲人類)身上的衰老細胞,並降低小鼠腎臟中與衰老相關 的基因表現量,延緩小鼠老化。

Integrated Biosciences的聯合創辦人表示,這些數據說明 了科學家可以透過電腦模擬探索化學的空間,並成功找 出多種可能具有療效的抗衰老候選藥物。MIT醫學工程 與科學教授柯林斯(James Collins)也認為,這項工作說明了AI可以如何被應用於醫學中,使科學家找出解決衰老的更有效療法。未來,研究團隊也將持續應用此AI 模型,推動抗衰老、長壽等領域的相關研究。


新聞來源
1. Ten Bridge Communications. (May 8 2023). Artificial intelligence identifies anti-aging drug candidates targeting 'zombie' cells. Phys.org. https://reurl.cc/lDLRal
2. Wong F. et al. (2023). Discovering small-molecule senolytics with deep neural networks. Nature Aging.