北京时间1月7日凌晨0时，温州医科大学老年研究院、“浙江省阿尔茨海默病研究重点实验室”PI，温州医科大学附一医神经内科谢成龙副主任医师以第一作者在国际顶级医学期刊Nature Biomedical Engineering(Nat Biomed Eng, 影响因子25.671)上发表题为《Amelioration of Alzheimer’s disease pathology by mitophagy inducers identified via machine learning and a cross-species workflow》研究成果，阐明了基于人工智能(AI)机器学习方法筛选新型的线粒体自噬诱导剂改善阿尔茨海默病(AD)的神经保护机制研究。为线粒体自噬功能障碍在AD发病机制中的作用提供了新的证据,以及运用AI方法筛选靶向药物成为一种新的选择方式。挪威奥斯陆大学方飞副教授和澳门大学路嘉宏博士为本文共同通讯作者。
随着全球老龄化加深，阿尔茨海默病疾病负担持续增加，防治阿尔茨海默病成为脑健康计划中的重点攻关项目。淀粉样蛋白（Aβ-amyloid, Aβ）和微管相关蛋白(mic-rotubule associated protein, Tau）的积累被认为是阿尔茨海默病的主要病理机制，但是针对该机制的药物开发困难重重。目前阿尔茨海默病研究急需发现新的治疗机制与更快的药物研发方案。该研究基于机器学习筛选海量小分子后发现18个潜在的天然小分子线粒体自噬诱导剂，通过mt-Keima HeLa细胞和mt-Rosella线虫报告工具，发现其中两个小分子线粒体自噬诱导剂（Kaempferol和Rhapontigenin）在多种线虫和阿尔茨海默病细胞以及小鼠动物模型中体现出了治疗阿尔茨海默病的潜力。该研究证明AD的进展性记忆障碍受到线粒体自噬机制调节，同时基于AI的虚拟筛选策略提升了发现相关药物的效率。
本文建立了一种基于AI融合多维分子信息的虚拟筛选算法，基于该算法成功筛选出多个线粒体自噬诱导剂。生物学实验证明了筛选出的化合物具有治疗阿尔茨海默病的潜力。该研究证明增强线粒体自噬机制在阿尔茨海默病治疗中的价值，同时为快速开发阿尔茨海默症药物提出了一种基于AI的可行方案。
谢成龙团队目前主要聚集于神经退行性疾病(AD和PD)线粒体功能障碍机制探索以及神经退行性疾病早期诊断的临床biomarkers研究，将以此为基础,继续深入阐明线粒体功能(线粒体自噬和UPRmt等方面)。同时团队正着手建立“神经系统退行性疾病临床生物样本库”，将以AD和PD为疾病主要实体，完善数据库的建设工作以及血尿粪和脑脊液等样本的收集，同时加强随访，将之做成标准化的大型队列研究。温州医科大学老年研究院及瓯江实验室(再生调控与眼脑健康浙江省实验室)从多学科、多角度开展老年、脑退化疾病和其它老年相关疾病的研究及老年医学人才的培养，中长期目标是建立一所集临床/社区服务、教学、科研于一体的国际知名的老年健康服务、教育和研究中心，推进健康老龄化的实现。老年研究院成立后，申报获批浙江省重点实验室”。并入驻瓯江实验室（再生调控与脑健康浙江省实验室）为“五大集群”之一（脑疾病与认知功能康复研究集群）。
文章链接: https://doi.org/10.1038/s41551-021-00819-5
