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確定"眼齡"的技術(shù)可幫助眼疾患者實現(xiàn)精準治療

2023-10-20 11:51:55 來源：cnBeta

分析細胞是了解疾病機制的重要組成部分。然而，在非再生器官（如眼睛）中，采集組織樣本是不切實際的，因為會造成損傷。因此，研究人員必須發(fā)揮創(chuàng)造力。研究人員在眼液中發(fā)現(xiàn)了細胞特異性蛋白質(zhì)，并利用人工智能確定了哪些蛋白質(zhì)會加速特定疾病的衰老。了解這些疾病驅(qū)動蛋白的細胞來源可能會帶來精準治療和更明智的臨床試驗。

(資料圖片)

斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員就是這樣做的，他們開發(fā)了一種技術(shù)，用于檢測眼睛前部滋養(yǎng)液--房水中的細胞特異性蛋白質(zhì)，并利用人工智能來確定一個人的"眼齡"以及疾病對其的影響。

研究人員收集了46名健康患者的房水，以確定液體中含有哪些蛋白質(zhì)。利用他們開發(fā)的一種名為TEMPO（追蹤多種蛋白質(zhì)來源的表達）的技術(shù)，他們將蛋白質(zhì)追蹤到產(chǎn)生該蛋白質(zhì)的RNA所在的細胞類型。

該研究的通訊作者維尼特-馬哈詹（Vinit Mahajan）說："開發(fā)任何一種成功療法的第一步都是了解分子。在分子水平上，即使是同一種疾病，患者也會有不同的表現(xiàn)。有了我們開發(fā)的分子指紋，我們就能挑選出對每個患者都有效的藥物。"

研究人員在液體中發(fā)現(xiàn)了5953種蛋白質(zhì)，并將這些信息輸入到人工智能算法中，觀察是否有一個子集可以預(yù)測患者的年齡，結(jié)果他們發(fā)現(xiàn)有26種蛋白質(zhì)在作為一組使用時可以預(yù)測患者的年齡。他們還收集了三種眼疾患者的眼液：糖尿病視網(wǎng)膜病變（導(dǎo)致眼部血管滲漏，導(dǎo)致視力下降）、色素性視網(wǎng)膜炎（導(dǎo)致眼球后部的感光細胞壞死）和葡萄膜炎（眼內(nèi)炎癥）。

研究人員比較了患病眼液和健康眼液，發(fā)現(xiàn)患病眼液中的蛋白質(zhì)表明細胞年齡較高。早期糖尿病視網(wǎng)膜病變患者的細胞年齡比正常人大12歲，晚期視網(wǎng)膜病變患者的細胞年齡比正常人大31歲。在視網(wǎng)膜色素變性和葡萄膜炎患者中，細胞的年齡要大29歲。

馬哈詹說："這是迄今為止表明疾病會引發(fā)加速衰老的最佳聯(lián)系之一。"

人工智能模型還發(fā)現(xiàn)，在所研究的各種疾病中，負責顯示眼球年齡增加的細胞各不相同。在晚期糖尿病視網(wǎng)膜病變中是血管細胞，在視網(wǎng)膜色素變性中是視網(wǎng)膜細胞，而在葡萄膜炎中則是免疫細胞。

研究人員發(fā)現(xiàn)，其中一些受疾病影響的細胞并不是治療的常見目標，這表明需要重新評估目前的療法。重要的是，研究人員發(fā)現(xiàn)，一些細胞在出現(xiàn)癥狀之前就已加速衰老，這意味著可以更早開始治療，以避免不可挽回的損害。研究人員說，針對衰老細胞和疾病細胞的治療可能會更有效，因為這兩種細胞會分別但同時造成眼睛損傷。

他們補充說，他們的發(fā)現(xiàn)可以為未來的臨床試驗提供參考，因為進行臨床試驗的人將會對驅(qū)動疾病的細胞過程有更深入的了解。

馬哈詹說："這就好像我們把這些活細胞握在手中，用放大鏡來觀察它們。我們實現(xiàn)在分子水平上深入了解我們的病人，這將實現(xiàn)精準健康和更明智的臨床試驗。"

研究人員計劃將TEMPO技術(shù)和老化時鐘應(yīng)用于其他器官體液，如膽汁和關(guān)節(jié)液。

該研究發(fā)表在《細胞》雜志上。

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