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人工智能筛出性别特异性药物提升胰岛移植存活率 这一成果如何申请专利？

专利代理 发布时间：2025-06-26 09:38:34 浏览: 次


一项名为“ChemPerturb-seq筛选鉴定出一种增强皮下移植后人类β细胞存活的小分子鸡尾酒”的临床前研究，来自Weill Cornell Medicine，已经鉴定出一种针对性别的策略来增强移植的胰腺β细胞的存活，这可能改善1型糖尿病患者的结果。
 
使用基于单细胞RNA测序的化学筛选工具，研究人员确定了一种能够增强女性小鼠胰岛功能的小分子鸡尾酒，并且通过添加两种分子，在男性小鼠中也取得了类似的结果。
 
研究的一个令人惊讶的结果是，男性和女性动物之间存在明显的差异，当我们把经过有益分子（称为LIP）混合物预处理的人类胰岛移植到雌性小鼠中时，这些胰岛比未处理的胰岛存活得更好，且功能更有效。但在雄性小鼠中，同样的LIP治疗没有帮助。
 
那LIP混合物——包括β-脂调节素61-91、胰岛素样生长因子(IGF)-1和前列腺素E2——是通过体内条形码筛选和ChemPerturb-seq发现的。然而，当其在男性身上效果不佳时，团队回到了他们的AI驱动平台上寻找答案。
 
为了理解原因，使用了ChemPerturb-seq，利用人工智能研究细胞对不同治疗反应的工具，它表明两种激素，血清素和组胺，可以帮助提高胰岛细胞的存活率。当添加这两种激素以及LIP时，雄性小鼠的胰岛功能也得到了改善。
 
5-羟色胺和组胺在女性体内的水平通常高于男性，这可能解释了最初的差异，并揭示了移植反应中未被充分认识到的性别差异。
 
在1型糖尿病中，免疫细胞破坏胰腺胰岛中的胰岛素产生的β细胞，使患者依赖终身的胰岛素治疗。虽然FDA在2023年批准了首个胰岛细胞疗法产品Lantidra，但陈告诉GEN，相当大的一部分移植细胞（高达60%）往往在几天内死亡。当前的协议通常通过门静脉将供体胰岛输送到肝脏。皮下空间提供了一种更安全、更易到达的替代方案，但存在低氧和炎症等问题。
 
人工智能将化学筛选与单细胞RNA测序技术结合起来，这样我们就可以在一次实验中检查多个读数。”
 
由此产生的 ChemPerturb-seq 平台允许研究人员分析 46 种小分子，包括激素、自体因子和生长因子，并通过独特的条形码追踪它们在人类β细胞中的响应。
 
传统的药物测试方法通常会一次只检查一种化合物的影响，这需要大量的时间和资源，人工智能可以用来研究多个基因表达和许多细胞反应。”
 
该人工智能指导的平台不仅揭示了LIP作为女性移植胰腺细胞的保护混合物的作用，还指出了血清素和组胺，这在男性小鼠中恢复了混合物的效果——现在团队将其称为LIPHS。
 
研究人员计划将小分子分析扩展到包括300种FDA批准的药物，并评估这些药物与人类β细胞的相互作用。他们的长期愿景包括可能发现现有药物的新用途，并改善糖尿病等疾病的治疗。这些小分子组合最终可能有助于改善接受FDA批准的胰岛移植疗法的患者的结果。
 
在过去的几年里，许多类型的生物数据——如单细胞RNA测序、多组学和空间转录组学——已经被发布，然而，这些复杂的数据集在没有生物信息学专家帮助的情况下，通常难以供实验室和临床科学家访问和使用，ChemPerturbDB就是为此而建立的。
 
该研究综合运用转录组分析、体内筛选和计算建模，展示了人工智能和单细胞技术如何推动移植疗法的精准化策略，同时也提醒科学家在过程中考虑性别差异。
 
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