脑机启侦|深度学习揭示基因靶点及延缓大脑衰老潜在药物(03.18)

B站影视 内地电影 2025-03-18 18:50 1

摘要:在《Science Advances》杂志报道的一项新研究中,科学家们分析了英国生物样本库(UK Biobank)存储的核磁共振成像(MRI)数据,并确定了导致大脑生物老化速度加快的七个基因,同时找到了 13 种能够针对这些基因发挥作用的现有药物。

图片来源: Science Advances

在《Science Advances》杂志报道的一项新研究中,科学家们分析了英国生物样本库(UK Biobank)存储的核磁共振成像(MRI)数据,并确定了导致大脑生物老化速度加快的七个基因,同时找到了 13 种能够针对这些基因发挥作用的现有药物。

图片来源: Science Advances

延缓衰老进程是一种预防多种疾病并延长寿命的强大策略。此前的研究表明,即便能将衰老进程延缓 2%,在不到半个世纪的时间里也能节省 7.1 万亿美元的医疗保健费用。多年来,人们已经清楚地认识到,大脑衰老模式对整个人类衰老过程有着重大影响,因为它导致了神经退行性疾病风险的上升以及身体和认知健康状况的下降。

在脑健康研究中,一个至关重要的参数是脑龄差距(BAG),即一个人的估计生理脑龄与他们的实际年龄之间的差值。换句话说,BAG 衡量的是一个人的脑部在磁共振成像(MRI)或其他脑龄测量技术中所呈现的年龄与他们实际年龄之间的差异程度。

脑龄差距(BAG)也是研究大脑健康状况的一个可靠生物标志物(或替代指标)。在患有阿尔茨海默病、脱髓鞘疾病和精神分裂症等脑部疾病的个体中,通常会发现较大的大脑年龄差距,并且这种差距还与较低的认知测试分数有关。

虽然关于脑龄差距(BAG)的影响已有充分探讨,但要确定驱动大脑衰老过程的因素仍是一项挑战。众所周知,基因在塑造大脑衰老方式方面起着关键作用。

在这项研究中,研究人员利用基于磁共振成像(MRI)扫描、生活方式数据、健康记录以及来自近 39,000 名英国生物银行参与者(平均年龄 64 岁,男女比例均衡)的基因信息训练的深度学习模型,来确定导致 BAG 扩大的特定基因。这些参与者涵盖了英国生物样本库的全部样本。

他们的研究结果表明,有七种基因(MAPT、TNFSF12、GZMB、SIRPB1、GNLY、NMB 和 C1RL)有望成为针对大脑衰老的治疗靶点。

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3D-ViT 模型通过分析参与者磁共振成像(MRI)扫描中的关键特征,准确地预测了他们的生物脑龄。研究人员使用了显著图分析技术(一种能突出显示图像或数据集中最具影响力区域的技术),来识别对脑龄评估至关重要的大脑区域。

研究结果指向了纹状体核团(lentiform nucleus),这是大脑中负责认知功能(如注意力和工作记忆)的一个区域,以及内囊后肢(posterior limb of the internal capsule),它将大脑的许多部分与大脑皮层(大脑的外层,负责思维、记忆和学习)连接起来。

通过综合对特定基因靶点、与衰老相关的脑区以及现有临床试验数据的见解,研究人员确定了 13 种药物和补充剂,包括氢化可的松、睾酮、双氯芬酸和二甲双胍等,这些药物和补充剂可以被重新用于延缓大脑衰老。

研究人员指出,在本次研究中揭示出的衰老的遗传基础能够促进开发出新的药物,以减缓大脑衰老并改善整体健康状况。然而,本研究的结果是基于特定地区的一个群体得出的。还需要在不同的人群中开展更多的研究,以评估这些发现的真实程度。

新闻来源:Neuroscience

参考文献:DOI: 10.1126/sciadv.adr3757

来源:启真脑机智能基地

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