人工智能藥物篩選結合多物種AD模型評估流程
澳門大學中華醫藥研究院副教授路嘉宏的研究團隊聯合挪威奧斯陸大學、杭州德睿智藥科技有限公司，建立了一種基於人工智能（AI）融合多維分子資訊的虛擬篩選演算法，結合細胞、線蟲、小鼠多物種阿爾茲海默病（AD）模型驗證，成功篩選獲得具有AD治療潛力的中藥小分子化合物。相關研究成果已獲全球頂級學術期刊《自然-生物醫學工程》（Nature Biomedical Engineering）在線刊出。
全球約有5000萬人患有癡呆症，預計這一數字到2050年將增加至1.52億。85歲以上的老年人患病高達42%。儘管發病率不斷攀升，AD藥物研發長期陷入困境。2000年到2017年間，33家頂級制藥企業累計在AD領域投入超過6000億美金的研發費用，由於AD的具體病理機制不明，這一領域的藥物研發屢屢失敗。在神經細胞老化的過程中，細胞內的“發電廠”線粒體會持續累積損傷加劇神經細胞死亡。為了保證線粒體的良好狀態，細胞通過一個精巧的質量控制系統——線粒體自噬，選擇性地去除衰老受損的線粒體，從而維持神經細胞的健康。增強線粒體自噬功能可能是治療AD的新策略，因此急需發現新的高效的線粒體自噬激動劑。
中藥小分子結構多樣豐富，毒副作用相對較低，是良好的藥物發現來源。團隊是次研究引入了機器學習方案，從澳大中藥小分子化合物庫共3724個天然小分子化合物中，初篩出18個天然小分子化合物，並通過實驗最終發現山萘酚和丹葉大黃素兩個化合物可在安全劑量範圍改善綫蟲和小鼠AD模型的記憶與認知障礙，減輕AD病理表型。該研究針對AD治療，提出了一種基於AI的藥物發現方案，高效可行，為快速開發抗AD藥物提供全新策略，是中藥現代化研究的重大突破性進展。
路嘉宏的研究團隊近年來在細胞自噬與AD研究領域持續做出系統研究，已在《自噬》（Autophagy）、《分子神經變性》（Molecular Neurodegeneration）、《藥學學報》英文刊（Acta Pharmaceutica Sinica B）、《治療診斷學》（Theranostics）等學術期刊發表系列文章，連同是次研究一起深入揭示了細胞自噬功能障礙在AD發病過程中的重要作用以及自噬誘導作為AD治療新策略的潛力。
是次研究的通訊作者為路嘉宏和挪威奧斯陸大學副教授方飛。澳大博士生庄旭旭、溫州醫科大學第一附屬醫院副主任醫師謝成龍、杭州德睿智藥科技有限公司創始人牛張明和奧斯陸大學博士生艾瑞雪為論文共同第一作者。澳大健康科學學院講座教授沈漢明和教授鄭文華，澳大中華醫藥研究院博士後蔡翠贊和碩士生謝黎明對此研究亦做出貢獻。研究獲澳門特別行政區科學技術發展基金（檔案編號： 0128/2019/A3和 024/2017/AMJ）以及澳門大學（檔案編號：MYRG2019-00129-ICMS）資助。研究文章可瀏覽：https://www.nature.com/articles/s41551-021-00819-5
