“语义相似性”导致帕金森病的新型候选药物

根据3月2日发表在开放获取杂志上的一项新研究，研究人员用来描述他们的结果的词语可以用来发现帕金森病的潜在新疗法公共科学图书馆生物学加拿大多伦多大学的Angus McQuibban和他的同事这项研究使用了人工智能(AI)系统来识别一种现有的抗胆固醇药物，这种药物有能力促进线粒体的处理，线粒体是细胞的能量制造成分，在疾病中受损。

导致帕金森病(PD)的全部致病途径尚不清楚，但一个明确的因素是线粒体功能障碍以及无法处理有缺陷的线粒体，这个过程叫做mitophagy．至少有5个与PD相关的基因直接或间接地与受损的有丝分裂有关，因此作者寻找可以增强有丝分裂过程的化合物。

已经发现了几种这样的化合物，但其中大多数也会对细胞造成伤害，因此排除了它们候选药物．这导致作者询问，描述这些化合物的文献是否可能将他们引向其他化合物，那些以前与有丝分裂增强无关，但在讨论已知增强子的论文中也出现了描述这些化合物的术语。

识别这种语义相似性的模式是IBM Watson for Drug Discovery的核心技能之一，这是一个在超级计算机上运行的人工智能程序，可以分析已发表的文献中的关键词、短语和并列模式。该团队使用该程序开发了一种真正的有丝分裂增强子的语义“指纹”，然后从一个药物数据库中寻找一组超过3000个候选药物的文献中类似的指纹。

前79名候选人在细胞培养中进行筛选，以对抗线粒体毒素。然后，在其他几项有丝分裂实验中，对该实验中排名靠前的三种候选药物进行了测试，结果确定降胆固醇药物普罗布考(probucol)是具有最佳有效性和可能安全性的化合物。普罗布考还被发现可以改善帕金森病(PD主要是一种运动障碍)两种不同动物模型的运动功能、生存和神经元损失。

普罗布考对线粒体自噬的作用需要脂滴的形成和作用，脂滴是在压力下帮助维持线粒体完整性的短暂细胞结构，在帕金森氏症中异常积聚。已知Probucol靶向参与脂质转运的ABCA1蛋白，ABCA1水平的降低降低了Probucol促进有丝分裂的能力，这表明ABCA1可能是脂滴在有丝分裂中的中介作用。

McQuibban说:“我们的研究展示了一种基于硅/细胞的双重筛选方法，确定了导致有丝分裂增强的已知和新机制。”“考虑到脂滴积累与ABCA1之间的联系，普罗布考似乎可能通过动员脂滴来增强有丝分裂。针对这种机制可能是有利的。”

McQuibban补充说:“在我们的研究中，我们使用人工智能平台IBM Watson来有效地识别目前批准的药物，这些药物可能被重新用于治疗帕金森病。”