被称为星形胶质细胞的脑细胞可能是阿尔茨海默病的关键之一。（Juan Gaertner/Science Photo Library/Getty Images）
人工智能是一个涵盖许多不同子类型的广泛术语，从可以写诗的应用程序到能够发现原本会被忽略的模式的算法——现在，AI建模在一项阿尔茨海默病研究中发挥了重要作用。
来自加州大学圣地亚哥分校（UC San Diego）的研究人员使用AI发现了一个被认定为阿尔茨海默病标志的基因也可能导致该病。这突显了阿尔茨海默病研究中的一个重大挑战：理解这种疾病引起的变化以及导致这种疾病的变化。
这项研究的重点是一种名为磷酸甘油脱氢酶（PHGDH）的酶及其编码基因。研究人员此前已经确定，该基因在病情进展较快的阿尔茨海默病患者中通常更活跃。
新的研究着眼于PHGDH基因的影响。（Zhong实验室）
尚不清楚的是，这种关联背后的驱动因素是什么。研究团队使用AI更全面地模拟了PHGDH酶的结构，表明它具有一个以前未被发现的功能：开启和关闭其他特定基因。
进一步分析显示，PHGDH与大脑中的星形胶质细胞内的两个基因相互作用，干扰了大脑调节炎症和清除废物的能力。研究人员认为，这可能是引发阿尔茨海默病的一个临界点，解释了PHGDH与该病之间的关联。
“这个发现确实需要现代AI来非常精确地构建三维结构，”加州大学圣地亚哥分校的生物工程师钟松说。
接下来，研究团队研究了抑制PHGDH的方法，但只是部分抑制——理想情况下，药物应该阻止其在星形胶质细胞中调节基因的能力，同时仍然允许其执行重要的酶功能。
研究团队发现了一种名为NCT-503的分子，符合这一要求。再次使用AI建模来检查这种分子的结构及其与PHGDH的相互作用。NCT-503似乎结合在PHGDH的一个口袋中，阻止其未经授权的基因开关功能。
要从这一发现开发出实际的阿尔茨海默病药物还有很长的路要走，但研究表明，基于NCT-503的治疗可以在阿尔茨海默病的小鼠模型中对PHGDH设置护栏。接受治疗的小鼠在记忆和焦虑测试中表现出改善。
“现在有一种有疗效的治疗候选药物，有可能进一步开发成临床试验，”钟松说。
“可能有全新的小分子类别，未来可以用于开发成新药。”
至关重要的是，NCT-503能够穿过血脑屏障，到达神经元及其相关细胞，使新的治疗研究更加有前景。基于这种分子的药物甚至可以口服。
尽管解开阿尔茨海默病复杂性的过程需要时间，涉及其发展的各种不同因素——从环境压力到遗传因素——每一项新的研究都让我们离解决方案更近一步，改进我们如何应对这种疾病。
“不幸的是，目前阿尔茨海默病的治疗选择非常有限，”钟松说。“而且目前的治疗反应也不是很出色。”
该研究已发表在《细胞》杂志上。
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