AI引导的CRISPR筛选加速新药靶点发现AI-Guided CRISPR Screen Accelerates Discovery of New Drug Targets | bioRxiv

环球医讯 / AI与医疗健康来源:www.biorxiv.org美国 - 英文2026-09-13 21:13:17 - 阅读时长2分钟 - 763字
本文报道了一项AI引导的全基因组CRISPR敲除筛选研究,首次在人类原代角质形成细胞中系统识别了调控IL-17受体A(IL17RA)的基因,IL17RA是银屑病炎症的核心节点。研究人员结合大规模语言模型VirtualCRISPR,从超过19000个筛选基因中优先选出花生四烯酸5-脂氧合酶(ALOX5)和催产素受体(OXTR)两个高置信度的新靶点,这两个基因此前与银屑病关联甚少。多组学验证表明它们通过不同信号通路调控IL17RA表达:ALOX5通过脂质介质稳定细胞表面受体,OXTR通过钙信号重编程细胞代谢。在银屑病小鼠模型中,局部给予其抑制剂Zileuton(ALOX5)和Cligosiban(OXTR)表现出与全身性抗IL17RA抗体相当的疗效,能抑制致病性Th17/Tc17反应、使巨噬细胞向抗炎表型极化并恢复正常表皮增殖。人类3D器官型皮肤和小鼠模型的蛋白质组学分析证实了靶点特异性药理学,并揭示了中性粒细胞-角质形成细胞炎症环路的收敛性抑制。VirtualCRISPR的使用大幅缩短了从筛选到可验证药物靶标的识别时间,为AI驱动靶标优先化与功能基因组学整合、加速治疗发现建立了蓝图。
银屑病角质形成细胞炎症IL17RAALOX5OXTR药物靶点CRISPR筛选基因组免疫反应
AI引导的CRISPR筛选加速新药靶点发现

摘要

银屑病影响全球超过1.25亿人,然而对角质形成细胞驱动炎症的机制理解仍不完整,这限制了超越昂贵且易产生副作用的系统性生物制剂的治疗创新。在此,我们首次在人类原代成人表皮角质形成细胞中进行了全基因组CRISPR敲除筛选,以系统识别IL-17受体A(IL17RA)的调控因子——IL17RA是银屑病炎症的核心节点。为了从超过19000个筛选基因中优先选出治疗上可行的靶点,我们整合了一个基于功能基因组数据训练的大语言模型——VirtualCRISPR,鉴定出花生四烯酸5-脂氧合酶(ALOX5)和催产素受体(OXTR)为高置信度的新靶点,这两个基因此前与银屑病关联甚少。多组学验证揭示,ALOX5和OXTR通过不同的信号通路调控IL17RA表达:ALOX5通过脂质介质稳定细胞表面的受体,而OXTR通过钙信号重编程细胞代谢。在咪喹莫特诱导的银屑病模型中,局部给予其抑制剂Zileuton(ALOX5)和Cligosiban(OXTR)表现出与系统性抗IL17RA抗体相当的治疗效果,能抑制致病性Th17/Tc17反应、使巨噬细胞向抗炎表型极化并恢复正常表皮增生。人类3D器官型皮肤和小鼠模型的蛋白质组学分析证实了靶点特异性药理学,并揭示了中性粒细胞-角质形成细胞炎症环路的收敛性抑制。VirtualCRISPR的使用大幅缩短了从筛选到可验证药物靶标的识别时间,这项工作为AI驱动的靶标优先化与功能基因组学整合、加速治疗发现建立了蓝图。

竞争性利益声明

作者声明不存在竞争性利益。

资助信息已声明

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