·“這個項目的亮點是：我們借助人工智能驅動的平臺PandaOmics，發現了既能抗衰老又能對抗癌癥的雙重靶標，下一步，我們計劃通過體內和體外研究，驗證這三個雙重治療靶點，以發現潛在治療膠質母細胞瘤的創新療法，改善患者的臨床治療療效?！?nbsp;

三名高中生借助人工智能，第一次從雙效角度發現了抗衰老和抗腫瘤的雙效靶點？

近日，主要由三名來自挪威、美國和中國的高中生組成的研究團隊，借助人工智能靶點發現引擎PandaOmics，識別出CNGA3、GLUD1、SIRT1三個全新的針對衰老和膠質母細胞瘤（GBM）的潛在雙效靶點。相關文章《Identification of dual-purpose therapeutic targets implicated in aging and glioblastoma multiforme using PandaOmics - an AI-enabled biological target discovery platform》已于當地時間4月26日，發布在《衰老》（Aging）雜志。

三名高中生發現雙效靶點。圖片來源：英矽智能科技（上海）有限公司

據悉，膠質母細胞瘤是一種常見的神經系統惡性腫瘤，腫瘤具有高度惡性、生長快、病程短的特點，給臨床治療帶來了極大的挑戰，隨著病情加重，患者會出現頭痛、嘔吐、意識障礙、語言障礙等癥狀，多數患者在確診疾病后兩年內死亡。目前該疾病沒有治愈的藥物，并且大部分治療方案都是在不考慮患者年齡下開發的，針對老年患者作出臨床決策的過程非常不理想。

三位青年研究者提出新的思路：“我們借助AI驅動的平臺PandaOmics，發現了既能對抗衰老又能對抗癌癥的雙效靶點，以改善老年癌癥患者的臨床療效?！?/p>

高中生研究者的跨國合作

促成本次青年研究者跨國合作的，是衰老研究與藥物發現（ARDD）大會的青年研討會項目之一“Inspire Longevity Program”。該大會于2014年在瑞士巴塞爾創立，是全球衰老研究領域最具有影響力的國際學術和行業交流平臺之一。英矽智能科技（上海）有限公司創始人兼首席執行官Alex Zhavoronkov博士是該會議的發起人兼聯席主席。

三位成員中，Andrea Olsen是一名就讀于英國七橡樹公學（Sevenoaks School）的女生。2021年她就參加了“Inspire Longevity Program”，首次了解到人工智能賦能的靶點發現研究，并嘗試探索老齡化、神經科學和腫瘤領域的靶點發現。截至2023年，她已借助此項目，聯合發表五篇論文。

Zachary Harpaz就讀于美國勞德代爾堡潘凱斯特學校（Pine Crest School - Fort Lauderdale），自小熱愛計算機和人工智能技術，通過“Inspire Longevity Program”項目與Olsen相識。雙方很快基于共同關注的領域開展合作，并在2022年的ARDD大會上，向全球學術界和產業界科學家展示了研究成果。 

2022年，Olsen和Harpaz在ARDD大會上展示研究成果。圖片來源：英矽智能科技（上海）有限公司

中國學生任梓銘就讀于上海市上海中學國際部，出于對生物標志物和底層生物學原理的興趣，他于2022年夏季加入Olsen和Harpaz的研究小組，并以此為契機接觸了人工智能靶點發現平臺PandaOmics。此次是他第一次參加“Inspire Longevity Program”項目，他在該項研究中負責查詢文獻、分析數據和整理靶點信息等生物學研究相關工作。

近日，澎湃科技連線專訪了任梓銘同學，他表示：“作為高二學生，能和隊友一同在知名期刊上發表研究成果讓我感到興奮。當然，這很大一部分要感謝人工智能平臺的先進性，讓需要大量專家經驗的靶點發現研究真正變得觸手可及。在簡短的課程訓練之后，我們也可以熟練使用PandaOmics平臺，對膠質母細胞瘤數據集進行比對，從而與大家分享我們的洞見，這真的非常神奇?！?/p>

既抗衰老又抗腫瘤的靶點

任梓銘向澎湃科技表示：“通過文獻分析，我們便可以從靶點池中篩選出個別極具價值的靶點基因。在整個工作中，我們團隊成員提出了一種多角度的靶點發現方法，不僅考慮與疾病相關的基因，還考慮與衰老有關的基因?！?/p>

據任梓銘介紹，他們首先從包括美國國家生物信息中心等公開數據庫中收集到29項不同類型的數據，這其中涵蓋了甲基化、蛋白質組學數據等。接著，團隊通過人工智能靶點發現引擎PandaOmics，對數據展開交叉對比分析，確認了CNGA3和GLUD1兩個潛在雙效靶點。

接著，如何對研究結果進行交叉驗證呢？2022年4月，英矽智能研究團隊，在《衰老》（Aging）期刊發表了封面文章《以人工智能發現衰老及衰老相關疾病的雙效靶點》，三位高中生將其與自己的結果進行比對，發現了SIRT1靶點在抵抗衰老和膠質母細胞瘤方面的潛力。

任梓銘進一步解釋，具體來說，CNGA3編碼的是一個離子通道，它在神經系統的功能中起著至關重要的作用——產生傳遞信息的信號。在膠質母細胞瘤患者中，CNGA3靶點與年齡有顯著正相關的基因表達水平, 也就是說，CNGA3在細胞中的高表達與膠質母細胞瘤的不良生存率有關。另一方面，在神經組織中，GLUD1參與學習和記憶形成，GLUD1與年齡有顯著負相關的基因表達水平, GLUD1的低表達容易導致預后不良（由于病情危重或尚無有效的治療方法）。SIRT1則是衰老研究中最受關注的基因之一，激活SIRT1 可抗衰老；且SIRT1的小分子激活劑可以通過誘導自噬（細胞自己“吃”自己）和線粒體自噬（損傷的線粒體被特異性的包裹進自噬體中，并與溶酶體融合，從而完成線粒體的降解，維持細胞內環境的穩定）的方式，在體外和體內對膠質母細胞瘤表現出治療潛力。

既抗衰老又抗腫瘤，這也是該項目最大的亮點。任梓銘說，如果以老年患者為臨床試驗對象，需要考慮較多因素，比如老年人的代謝水平等，所以目前，大多數治療方案都是在不考慮患者年齡的情況下開發，老年患者群體很少被納入臨床試驗考慮范圍，因此，對老年腫瘤患者做出臨床決策并不容易，這也是腫瘤學藥物開發領域面臨的挑戰之一?！斑@個項目的亮點是：我們借助人工智能驅動的平臺PandaOmics，發現了既能抗衰老又能對抗癌癥的雙重靶標，以此來幫助改善癌癥患者的臨床療效?！比舞縻懻f道。 

人工智能助力靶點研發

在此項研究中，PandaOmics在基于基因組學的發現，和識別靶點等方面發揮了關鍵作用。據了解，這是由英矽智能自主研發的人工智能靶點發現平臺，由超過20種預測模型和生成生物學模型搭建而成，集成千萬級組學數據樣本、百萬級分子信息，和數十萬級分子相互作用機制等數據。它不僅具有專業的靶點篩選、排序和分析功能，還具有自然語言問答系統，以及將疾病、基因和藥物聯系起來形成知識圖譜功能，幫助科研人員更便捷地識別潛在藥物靶點。

任梓銘向澎湃科技表示，PandaOmics提供了公開可用和預先處理過的多組學數據集，可供用于膠質母細胞瘤分析。該模型除了體現患者和正常人的基因差異表達，進行信號通路分析（當細胞發生某種反應時，信號從細胞外到細胞內傳遞了一種信息，細胞要根據這種信息來做出反應的現象）外，PandaOmics還提供了基于人工智能的自然語言問答，“可以即時回答我們提出的專業問題，這極大地幫助我們擴展了在衰老和膠質母細胞瘤方面的生物醫學知識。靶點識別引擎結合多種人工智能模型，可以輔助發現靶點排序列表。在此基礎上，我們可以進一步根據不同的過濾條件篩選靶點。更重要的是，感謝PandaOmics，本研究中的大部分步驟都無需深奧的生物信息學經驗?！?/p>

據悉，將研究結果發表在國際期刊并不是三位高中生的終點。下一步，三位聯合作者計劃通過體內和體外研究，驗證這三個雙重治療靶點，以研究它們對癌癥進展和腫瘤生長的影響。此外，“條件允許的情況下我們將進一步在動物模型中研究靶點治療疾病和抗衰老的潛力。同時，我們希望采用英矽智能自主研發的分子生成與設計平臺Chemistry42，針對已經提名的靶點進行潛在藥物的生成和篩選，最終目標是開發安全有效的治療方案，以發現潛在治療膠質母細胞瘤的創新療法，改善患者的臨床治療療效?！?nbsp;

對此，英矽智能創始人兼首席執行官Alex Zhavoronkov博士表示：“三位年輕人的研究成果實在讓人驚嘆。為了鼓勵更多的年輕人加入到人工智能輔助特定疾病的藥物研發探索，我們在2023年衰老研究與藥物發現（ARDD）大會中開辟了學生大使計劃，期待新一代的未來科學家們受到啟發，共同為延長人類高質量生活而做出貢獻?！?nbsp;