AI 帮助找到阿尔茨海默病的隐藏原因和新疗法

快速阅读: 据《Knowridge 科学报告》称，加州大学圣地亚哥分校发现PHGDH基因在阿尔茨海默病中起关键作用，可能为治疗提供新方法。研究显示该基因有两个功能，其中一功能有害。通过AI和药物NCT-503可阻断有害作用，改善小鼠症状。

来源：Unsplash+加州大学圣地亚哥分校的一项新研究发现了一种阿尔茨海默病的潜在原因，这可能为治疗该病提供一种新方法。科学家发现，一个名为PHGDH的基因，他们之前将其与该疾病联系在一起，不仅仅是一个风险信号——它实际上以一种令人惊讶的方式导致了疾病。这一发现还导致了一种有希望的治疗方法，可能在阿尔茨海默病变得严重之前延缓病情发展。阿尔茨海默病是一种影响记忆、思维和行为的大脑疾病。它是最常见的一种痴呆形式，主要影响老年人。约有九分之一的65岁以上人群患病。科学家知道某些罕见的基因突变会导致阿尔茨海默病，但这些情况仅占少数。大多数阿尔茨海默病患者没有这些特定的基因突变。这就是为什么研究人员一直在寻找其他可能的原因——特别是所谓的“自发性”阿尔茨海默病，这种病没有明确的遗传原因。

加州大学圣地亚哥分校的教授钟升领导的一个团队之前将PHGDH基因确定为阿尔茨海默病的潜在预警信号。他们注意到，这个基因活动水平较高的人，其大脑变化更为严重，与该病相关。不清楚的是，PHGDH是否只是一个预警信号，还是它确实导致了损害。为了找出答案，研究人员对小鼠和在实验室中培养的微型人脑（称为脑类器官）进行了实验。当他们降低PHGDH基因的活性时，病症减轻了。但当他们增加它的活性时，病情加重了。这表明该基因不仅仅是信号，而是问题的关键因素。

那么PHGDH到底做什么呢？通常，这个基因帮助制造一种酶，产生丝氨酸，这是一种对大脑和身体至关重要的物质。科学家认为可能是这个过程将该基因与阿尔茨海默病关联起来。但当他们测试这个理论时，却没有发现关联。这让他们感到困惑，直到他们发现了完全出乎意料的事情。使用人工智能（AI）研究PHGDH蛋白的三维结构，研究人员发现它有一个特殊的部位，看起来像一些蛋白质用来抓住DNA并开启或关闭其他基因的“手”。这是一个重大惊喜，因为这个基因以前被认为具有这种功能。

有了这个新信息，他们发现PHGDH可以激活大脑中的两个关键基因，而这一过程会干扰大脑的正常功能，引发阿尔茨海默病。这意味着PHGDH有两个功能。它的第一个功能是制造丝氨酸，这是有益且正常的功能。但它的第二个隐藏功能——调控大脑细胞中基因的表达方式——可能会造成伤害。大脑产生的PHGDH越多，越容易出现这种有害的调控，从而导致阿尔茨海默病。

这是一个重大惊喜，因为这个基因以前被认为具有这种功能。有了这个新信息，他们发现PHGDH可以激活大脑中的两个关键基因，而这一过程会干扰大脑的正常功能，引发阿尔茨海默病。然后，团队寻找一种方法来阻止这个有害的第二功能，而不干扰有益的第一功能。他们发现了一种名为NCT-503的小分子，曾被用于其他研究。它在阻断PHGDH的酶工作方面效果不强（这是好事），但它可以进入大脑并到达蛋白质的有害“DNA结合”区域。人工智能再次发挥作用，显示NCT-503如何与蛋白质的三维结构结合。在阿尔茨海默病的小鼠身上进行测试后，这种治疗减轻了病情，并改善了小鼠的记忆和行为。这些结果表明，药物成功地阻断了该基因的有害作用。

这项研究仍有局限性。小鼠并不是人类阿尔茨海默病的理想模型，尤其是自发性类型，因此还需要更多的测试。但这项研究提供了希望。与目前针对已经造成的损伤的阿尔茨海默病治疗方法不同，这种新方法在疾病过程中更早干预，可能防止这种损伤的发生。这项研究是一个重要突破。它揭示了一个已知承担一项功能的基因如何拥有一个隐藏的第二功能，从而损害大脑。它还展示了现代工具如人工智能如何揭示这些机制，并引导科学家找到新的治疗方法。如果未来的研究证实这些发现，我们可能会看到一种全新的方式来延缓甚至阻止阿尔茨海默病的发生。

(以上内容均由Ai生成)