[所屬分類:行業(yè)動(dòng)態(tài)] [發(fā)布時(shí)間:2023-10-23] [發(fā)布人:邵玉倩] [閱讀次數(shù):] [返回]

追蹤眼內(nèi)“時(shí)鐘”，他們繪制近六千種蛋白質(zhì)圖譜
作者：馮維維 來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)
山東拓普生物工程有限公司  http://www.xhztyn.cn
你知道嗎？人眼里藏著一個(gè)“時(shí)鐘”，可以預(yù)測(cè)眼睛的年齡，甚至是預(yù)測(cè)一個(gè)人的健康狀況。
美國(guó)科學(xué)家通過(guò)分析手術(shù)期間常規(guī)獲取的眼液，繪制了近6000種不同眼內(nèi)細(xì)胞類型的蛋白質(zhì)圖譜。他們借助人工智能模型利用這些數(shù)據(jù)創(chuàng)建了一個(gè)“蛋白質(zhì)時(shí)鐘”，可以預(yù)測(cè)健康人眼睛的分子年齡。相關(guān)研究近日發(fā)表于《細(xì)胞》。
令人驚訝的是，該時(shí)鐘不僅揭示了糖尿病視網(wǎng)膜病變和葡萄膜炎等疾病會(huì)引起特定細(xì)胞類型的加速衰老。在眼液中檢測(cè)到的與帕金森病相關(guān)的蛋白質(zhì)，或能為早期診斷帕金森病提供一條途徑。
追蹤眼液“密碼”
“眼睛的一個(gè)神奇之處是，我們可以實(shí)時(shí)觀察到疾病的發(fā)生�！罢撐耐ㄓ嵶髡�、斯坦福大學(xué)眼科學(xué)教授和外科醫(yī)生Vinit Mahajan說(shuō)。
這讓Mahajan和團(tuán)隊(duì)希望將解剖學(xué)變化與患者眼睛內(nèi)分子水平變化聯(lián)系起來(lái)。”
然而，眼睛和大腦一樣，是不可再生器官，在活體中進(jìn)行采樣非常困難，組織活檢將導(dǎo)致不可逆的損傷。
采用液體活檢，即從感興趣的細(xì)胞或組織附近取樣眼液，是一種替代方案。不過(guò)，盡管液體活檢可以提供相關(guān)區(qū)域蛋白質(zhì)情況，但卻無(wú)法提供哪些細(xì)胞產(chǎn)生了哪些蛋白質(zhì)的信息，這對(duì)于診斷和治療疾病至關(guān)重要。
為了繪制眼睛內(nèi)不同類型細(xì)胞產(chǎn)生的蛋白質(zhì)圖譜，Mahajan團(tuán)隊(duì)使用了一種高分辨率方法來(lái)表征120個(gè)液體活檢中的蛋白質(zhì)，這些液體活檢取自接受眼科手術(shù)患者的水狀體或玻璃體。
研究人員鑒定出5953種蛋白質(zhì)，是之前類似研究中已經(jīng)確定的蛋白質(zhì)數(shù)量的10倍。他們使用自己創(chuàng)建的名為TEMPO的軟件工具，將每種蛋白質(zhì)追溯到特定的細(xì)胞類型。
助力精準(zhǔn)醫(yī)療
如何判斷某種疾病與眼睛分子衰老之間的關(guān)系呢？研究人員構(gòu)建了一個(gè)人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)模型，可以根據(jù)26種蛋白質(zhì)的子集準(zhǔn)確預(yù)測(cè)健康眼睛的分子年齡，并能顯示出疾病與分子衰老的顯著相關(guān)性。
例如，對(duì)于糖尿病視網(wǎng)膜病變患者而言，隨著疾病進(jìn)展，眼睛衰老程度增加，對(duì)于嚴(yán)重患者，這種衰老加速了多達(dá)30年。這些衰老跡象有時(shí)可在患者出現(xiàn)潛在疾病的臨床癥狀之前觀察到，并且在成功治療的患者身上持續(xù)存在。
研究人員還檢測(cè)到與帕金森病相關(guān)的幾種蛋白質(zhì)。通常這些蛋白質(zhì)是在患者死后的尸檢中鑒定出來(lái)的，目前的活體診斷無(wú)法檢測(cè)它們，這也是帕金森病診斷如此困難的原因之一。研究人員表示，在眼液中篩查這些標(biāo)志物可能實(shí)現(xiàn)對(duì)帕金森病的早期診斷和后續(xù)治療監(jiān)測(cè)。
這些結(jié)果表明眼睛衰老可能是器官甚至細(xì)胞特異性的，這可能促進(jìn)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)和臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)的進(jìn)展�！斑@說(shuō)明我們的器官以不同的速度衰老�！闭撐牡谝蛔髡�、斯坦福大學(xué)眼科學(xué)者Julian Wolf說(shuō)，“使用針對(duì)衰老的靶向藥物可能是預(yù)防性、精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的下一步。”
Mahajan則表示，在發(fā)現(xiàn)疾病跡象后，如果要使用分子療法，需要描述患者體內(nèi)的分子特征。而根據(jù)患者的分子模式和哪些細(xì)胞受到影響來(lái)對(duì)患者進(jìn)行重新分類，可以真正改善臨床試驗(yàn)、藥物選擇和藥物效果。
下一步，研究人員計(jì)劃從更多的患者和更廣泛的眼病中提取樣本。他們還表示，該方法可以用于對(duì)其他難以采樣的組織進(jìn)行分析。例如，腦脊液液體活檢可以用于研究或診斷大腦，滑液可以用于研究關(guān)節(jié)，尿液可以用于研究腎臟。
相關(guān)論文信息：
http://doi.org/10.1016/j.cell.2023.09.012
（本文內(nèi)容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)，版權(quán)歸原作者所有，如有侵權(quán)可后臺(tái)聯(lián)系刪除。）