革命性人工智能可在症状出现前七年预测阿尔茨海默氏症

革命性人工智能可在症状出现前七年预测阿尔茨海默氏症 对预测阿尔茨海默氏症影响最大的病症是高胆固醇,而对女性来说,则是骨质疏松症。这项工作展示了利用人工智能(AI)发现临床数据中的模式的前景,然后可以利用这些模式搜索大型基因数据库,以确定是什么在驱动这种风险。研究人员希望,有朝一日它能加快阿尔茨海默氏症和其他复杂疾病的诊断和治疗。加州大学旧金山分校的科学家们利用机器学习技术开发出了一种方法,可以通过检查病人的病历,在出现症状前七年预测阿尔茨海默病的发病时间。这项研究的第一作者、加州大学旧金山分校西罗塔实验室的医学博士/博士生爱丽丝-唐(Alice Tang)说:"这是在常规临床数据上使用人工智能的第一步,不仅能尽早识别风险,还能了解风险背后的生物学原理。"这种人工智能方法的威力来自于根据疾病组合来识别风险"。这些研究结果最近发表在《自然-衰老》杂志上。临床数据和预测能力长期以来,科学家们一直在努力探索阿尔茨海默病的生物学驱动因素和早期预测因素。阿尔茨海默病是一种渐进性的、最终致命的痴呆症,会破坏人的记忆。阿尔茨海默氏症影响着约 670 万美国人,其中近三分之二是女性。患病风险随着年龄的增长而增加,而且女性往往比男性长寿,但这并不能完全解释为什么女性患者比男性多。研究人员利用加州大学旧金山分校的临床数据库(该数据库包含 500 多万名患者),对在加州大学旧金山分校记忆与衰老中心确诊为阿尔茨海默氏症的患者与未确诊为阿尔茨海默氏症的患者进行了对比,发现他们能以 72% 的预测能力识别出哪些患者会在 7 年前患上阿尔茨海默氏症。包括高血压、高胆固醇和维生素 D 缺乏在内的一些因素对男性和女性都有预测作用。勃起功能障碍和前列腺肥大也是男性的预测因素。但对女性来说,骨质疏松症是一个特别重要的预测因素。这并不意味着所有患有这种常见于老年妇女的骨病的人都会患上老年痴呆症。"正是疾病的综合作用使我们的模型能够预测AD的发病,"Tang说,"我们发现骨质疏松症是女性的一个预测因素,这凸显了骨骼健康与痴呆症风险之间的生物学相互作用。"精准医疗方法为了了解该模型预测能力背后的生物学原理,研究人员求助于公共分子数据库和加州大学旧金山分校开发的一种名为SPOKE(可扩展的精准医学导向知识引擎)的专用工具,该工具是由加州大学旧金山分校威尔神经科学研究所成员、神经病学教授塞尔吉奥-巴兰齐尼(Sergio Baranzini)博士的实验室开发的。SPOKE 基本上是一个数据库的数据库,研究人员可以利用它来确定治疗模式和潜在的分子靶点。它通过载脂蛋白 E 基因 APOE4 的变异形式,发现了阿尔茨海默氏症与高胆固醇之间众所周知的联系。但是,当与基因数据库相结合时,它还发现了女性骨质疏松症与阿尔茨海默氏症之间的联系,这种联系是通过一种不太为人所知的名为 MS4A6A 的基因变异而产生的。研究人员希望这种方法最终能用于红斑狼疮和子宫内膜异位症等其他难以诊断的疾病。这项研究的资深作者、加州大学旧金山分校巴卡尔计算健康科学研究所副教授玛丽娜-西罗塔(Marina Sirota)博士说:"这是一个很好的例子,说明我们可以通过机器学习利用患者数据来预测哪些患者更有可能患上阿尔茨海默氏症,同时还能了解患病原因。"编译自:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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记忆力减退的这些迹象可以预测阿尔茨海默氏症的大脑变化

记忆力减退的这些迹象可以预测阿尔茨海默氏症的大脑变化 经伴侣证实,早期记忆障碍与大脑中 tau 蛋白缠结的增加有关,这强调了早期发现和干预阿尔茨海默氏症的潜力。报告早期记忆问题的人,其伴侣也怀疑他们有记忆问题的人,大脑中的tau缠结水平较高,这是一种与阿尔茨海默氏症有关的生物标志物。这是发表在 2024 年 5 月 29 日美国神经病学学会医学期刊《神经病学》(Neurology)网络版上的一项研究结果。主观认知能力下降是指一个人在记忆力和思维能力下降到足以在标准测试中显示出来之前就报告出了问题。研究报告的作者、波士顿哈佛医学院的丽贝卡-E-阿马里格里奥(Rebecca E. Amariglio)博士说:"在新的疾病调节药物问世的今天,了解阿尔茨海默病的最早征兆显得更为重要。我们的研究发现,参与者和熟悉他们的人对记忆问题的早期怀疑与大脑中较高水平的tau缠结有关。"这项研究涉及 675 名平均年龄为 72 岁的成年人,他们在正式测试中没有认知障碍。他们都接受了淀粉样蛋白斑块的脑部扫描。其中,60%的人淀粉样蛋白水平升高,这意味着他们有可能因阿尔茨海默病而出现认知障碍,尽管在扫描时他们的认知能力正常。参与者并不知道自己是否存在淀粉样蛋白水平升高的情况。每位参与者都有一个研究伙伴配偶、子女或朋友可以回答有关参与者的思维和记忆能力以及执行日常任务能力的问题。在 65% 的案例中,伴侣与参与者住在一起。每位参与者及其伴侣都填写了一份问卷,以评估参与者的主观认知能力衰退情况。问题包括:"与一年前相比,您是否觉得自己的记忆力大幅下降?"和"与一年前相比,您在理财方面是否遇到更多困难?"参与者和伴侣的得分都会被记录下来,得分越高表示对记忆力的抱怨越多。研究人员还检查了大脑扫描中的 tau 结节水平。更高的 tau 也是阿尔茨海默病的一个风险因素,在淀粉样蛋白升高的人群中,tau 水平更高。科学家们发现,大脑中 tau 蛋白缠结水平较高的参与者在记忆力问卷中的抱怨得分较高。他们的伴侣对他们的评分也更高。这种关联在淀粉样蛋白斑块水平较高的参与者中更为明显。Amariglio说:"我们的研究包括了很高比例的淀粉样蛋白升高的人,因此我们也能看到记忆抱怨与较高的tau缠结有关。我们的研究结果表明,向阿尔茨海默病生物标志物升高的老年人询问其主观认知能力下降的情况可能对早期检测很有价值。这一点尤为重要,因为据预测,在最早诊断出阿尔茨海默病时采取的治疗措施对减缓病情最为有效。"这项研究的局限性包括,大多数参与者都是受过高等教育的白人。Amariglio 指出,未来的研究应该对人们进行更长时间的跟踪,并纳入更多来自其他种族和民族的参与者,以及不同教育水平的人。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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科学家将流行药物类别与阿尔茨海默氏症风险降低18%联系起来 美国神经病学会医学杂志《神经病学》发表的最新研究显示,治疗勃起功能障碍的药物也可能与降低阿尔茨海默病的风险有关。不过,这项研究表明的是一种相关性,而不是证明勃起功能障碍药物会直接降低阿尔茨海默病的患病风险。勃起功能障碍药物是通过扩张血管让更多血液流过而发挥作用的,最早是为治疗高血压而开发的。一项新的研究表明,这种药物可能与阿尔茨海默病风险的降低有关。研究报告的作者、英国伦敦大学学院的露丝-布劳尔(Ruth Brauer)博士说:"虽然我们在阿尔茨海默病的新疗法方面取得了进展,这些新疗法可以清除早期患者大脑中的淀粉样蛋白斑块,但我们仍然迫切需要能够预防或延缓阿尔茨海默病发展的疗法。这些结果令人鼓舞,值得进一步研究。这项研究涉及 269725 名男性参与者,他们的平均年龄为 59 岁,刚被诊断出患有勃起功能障碍。参与者在研究开始时没有任何记忆或思维问题。然后对他们进行了平均五年的跟踪调查。该研究对55%有勃起功能障碍药物处方的参与者和45%没有处方的参与者进行了比较。研究期间,有 1119 人患上了阿尔茨海默病。在服用勃起功能障碍药物的参与者中,有 749 人患上了阿尔茨海默病,相当于每 10000 人-年中有 8.1 例。人年既指参与研究的人数,也指每个人参与研究的时间。在未服用药物的患者中,有 370 人罹患阿尔茨海默病,相当于每万人年 9.7 例。研究人员在对年龄、吸烟状况和饮酒量等可能影响阿尔茨海默氏症发病率的其他因素进行调整后发现,服用勃起功能障碍药物的人患阿尔茨海默氏症的几率比不服药的人低 18%。在研究期间开出处方最多的人群中,这种关联性最强。布劳尔说:"需要进行更多的研究来证实这些发现,了解更多有关这些药物的潜在益处和机制,并研究最佳剂量。有必要对男性和女性参与者进行随机对照试验,以确定这些发现是否也适用于女性。"编译自:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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针对阿尔茨海默氏症的研究发现女性大脑中有更多"老"细胞 加利福尼亚大学圣迭戈分校的工程师们发现,某些脑细胞比其他脑细胞衰老得更快,在阿尔茨海默氏症患者中更为常见。他们还注意到,特定脑细胞的衰老在性别间存在差异,与男性大脑皮层相比,女性大脑皮层中"老"少突胶质细胞的比例相对于"老"神经元更高。这一发现得益于一种名为MUSIC(单细胞多核酸相互作用图谱)的新技术,它能让研究人员窥视单个脑细胞内部,并绘制出染色质即DNA和RNA的紧密盘绕形式之间的相互作用图谱。这项技术使研究人员能够以单细胞分辨率观察这些相互作用,并研究它们如何影响基因表达。这项工作的详细情况发表在《自然》杂志上的一篇论文中。该研究的资深作者、加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院舒建-基因-雷生物工程系教授钟胜说:"MUSIC 是一种强大的工具,可以让我们更深入地挖掘阿尔茨海默病的复杂性。这项技术有可能帮助我们发现阿尔茨海默病病理的新分子机制,从而为更有针对性的治疗干预和改善患者预后铺平道路。"人脑中的细胞组成了一个复杂的网络,它们以错综复杂的方式进行交流和互动。在每个细胞中,包括染色质和 RNA 在内的基因成分动态地相互作用,决定着细胞的关键功能。随着脑细胞的生长和衰老,染色质和 RNA 之间的相互作用也会发生变化。而在每个细胞内,这些复合物也会发生很大变化,尤其是在成熟细胞中。然而,揭示这些相互作用的细微差别仍然是一项艰巨的挑战。MUSIC是一种尖端工具,它为了解单个脑细胞的内部运作提供了一个窗口。钟教授的团队利用 MUSIC 分析了 14 名 59 岁及以上捐献者的死后大脑样本,特别是人类额叶皮层组织,其中有些人患有阿尔茨海默病,有些人则没有。他们发现,不同类型的脑细胞表现出染色质和 RNA 之间不同的相互作用模式。有趣的是,短程染色质相互作用较少的细胞往往表现出衰老和阿尔茨海默病的迹象。钟说:"通过这种变革性的单细胞技术,我们发现有些脑细胞比其他脑细胞'老'。他解释说,值得注意的是,与健康人相比,阿尔茨海默氏症患者的这些老化脑细胞比例更高。"这一发现有助于开发阿尔茨海默病的新疗法。如果能确定这些老化细胞中的失调基因,并了解它们在局部染色质结构中的功能,那就能确定新的潜在治疗靶点。研究还发现了脑细胞衰老的性别差异。在雌性小鼠的大脑皮层中,研究人员发现老化的少突胶质细胞与老化的神经元的比例更高。少突胶质细胞是一种脑细胞,为神经元周围提供保护层。鉴于少突胶质细胞在维持大脑正常功能方面的关键作用,老化少突胶质细胞的增加可能会加剧认知能力的衰退。女性大脑皮层中存在不成比例的老化少突胶质细胞,这可能会对女性患神经退行性疾病和精神疾病的风险增加带来新的启示。接下来,研究人员将致力于进一步优化MUSIC,以便利用它来识别导致特定脑细胞加速衰老的因素,如调控基因和基因回路。随后,研究人员将制定策略来阻碍这些基因或基因回路的活动,希望能减轻大脑的衰老。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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民主党战略家Hal Malchow在1987年35岁时查出携带阿尔茨海默症基因,1990年他母亲死于阿尔茨海默症后他决定在出现阿尔茨海默症症状时自杀。2019年他确诊阿尔茨海默症,去年开始出现短期记忆明显下降,现在全家抵达瑞士,将在星期四安乐死。他说他很高兴不用看到川普再次上台。

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突破性研究将脑内微小气泡与阿尔茨海默氏症进展联系起来

突破性研究将脑内微小气泡与阿尔茨海默氏症进展联系起来 Jerold Chun 领导的最新研究揭示,阿尔茨海默病患者的脑泡携带独特的遗传指令,可能会引发疾病加重。该研究发现了大量的全长 mRNA 和与炎症相关的独特基因表达模式,为阿尔茨海默氏症的病理研究提供了新的视角,也为早期检测和治疗提供了潜在的途径。这张细胞外囊泡的照片是使用共焦激光扫描显微镜拍摄的。膜被荧光染料染色。图片来源:巴塞尔大学 Tomaž Einfalt在这项研究中,研究人员把所研究的微小脑泡称为细胞外小泡(sEVs)。人体内的大多数细胞都会产生这些微小的生物水球,用来运送各种蛋白质、脂类和细胞代谢的副产品,以及受体细胞用来构建新蛋白质的RNA核酸代码。由于这种具有生物活性的货物很容易引起其他细胞发生变化,因此科学家们对大脑 sEV 很感兴趣,因为它既能传递正常的指令,也能传递错误的指令,这些错误的指令会随着神经退行性疾病(如阿尔茨海默氏症)的发展而在大脑中积累。免疫荧光用于验证原代细胞培养物的纯度。图片来源:Chun 实验室要成为不需要的蛋白质积累的潜在因素,sEV 必须携带有足够信息的蓝图,使其他细胞能够产生有问题的蛋白质。之前的大多数研究表明,携带蛋白质计划的信使核糖核酸(mRNA)被切割成太多较短的片段,无法让受体细胞改变其构建模式。桑福德-伯纳姆-普雷斯遗传疾病与衰老研究中心教授 Chun 说:"我们在研究中发现的情况恰恰相反。通过使用一种相对较新的DNA测序技术PacBio长读测序技术,我们鉴定出了1万多个全长mRNA。"研究小组从 12 份由确诊为阿尔茨海默病患者捐献的死后大脑样本和 12 份由未患阿尔茨海默病(或任何其他已知神经系统疾病)的捐献者捐献的大脑样本的前额叶皮层中分离出了 sEVs。鉴定出的mRNA中有近80%是全长的,可以被受体细胞转录成有活力的蛋白质。第一作者、Sanford Burnham Prebys 博士后研究员 Linnea Ransom 博士说:"为了证实人类样本中长读程测序的结果,我们还研究了从小鼠细胞中分离出来的囊泡。我们在三种脑细胞类型(星形胶质细胞、小胶质细胞和神经元)中发现了类似的平均78%到86%的全长转录本"。负染色透射电子显微镜用于确认小鼠神经元(如上图所示)以及小鼠星形胶质细胞和小胶质细胞中的小细胞外囊泡的分离情况。资料来源:Chun 实验室除了分析和验证大脑 sEV 中 mRNA 长度的结果外,研究人员还比较了 sEV mRNA 转录组中反映的基因序列。在阿尔茨海默氏症样本中,700 个基因的表达量有所增加,而近 1500 个基因的活性有所降低。科学家们确定,700 个上调基因与炎症和免疫系统激活有关,这与阿尔茨海默病等神经退行性疾病中已知的大脑炎症模式相吻合。研究人员还发现,在先前的全基因组关联研究中,许多与阿尔茨海默病相关的基因也出现在阿尔茨海默病 sEVs 中。Chun说:"这些囊泡中的基因表达变化揭示了一种炎症特征,它可能是了解阿尔茨海默氏症进展过程中大脑疾病进程的一个窗口。"在这项研究之后,Chun 和他的团队将深入研究细胞如何包装 sEVs,以及所包含的 mRNA 编码如何导致受阿尔茨海默病影响的其他脑细胞发生功能变化。更好地了解sEVs及其mRNA内容可能有助于发现生物标志物,从而提高对阿尔茨海默病和其他潜在神经系统疾病的早期检测,同时确定新的疾病机制,提供新的治疗靶点。此外,sEV是在细胞间运输生物活性货物的天然载体,因此也有可能将其用作未来脑部疗法的靶向递送系统。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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新研究表明常见的艾滋病药物可降低罹患阿尔茨海默氏症风险

新研究表明常见的艾滋病药物可降低罹患阿尔茨海默氏症风险 Sanford Burnham Prebys 公司的研究人员最近取得了重大进展,他们在现实世界中发现了一些证据,表明常见的艾滋病药物可以降低罹患老年痴呆症的风险。这项研究由医学博士 Jerold Chun 领导,发表在《Pharmaceuticals》上。Chun的新研究以其实验室2018年在《自然》杂志上发表的具有里程碑意义的论文为基础,该论文描述了神经元中的体细胞基因重组如何在阿尔茨海默病大脑中产生数千个新基因变体。重要的是,这项研究还首次揭示了与阿尔茨海默氏症相关的基因APP是如何通过使用在艾滋病毒中发现的同一种酶进行重组的。这种酶被称为逆转录酶(RT),它复制RNA分子并将其转变为互补的DNA复制品,然后再将其插入 DNA 中,从而在细胞的 DNA 蓝图中产生永久性的序列变化。Jerold Chun 医学博士,桑福德-伯纳姆-普瑞比斯遗传疾病与衰老研究中心教授。资料来源:Sanford Burnham Prebys将艾滋病治疗与减少老年痴呆症联系起来艾滋病病毒和许多其他病毒都依赖 RT 来劫持宿主细胞以建立慢性感染,因此阻断 RT 酶活性的药物已成为遏制艾滋病病毒的常用治疗药物。大脑似乎有自己的 RT,与病毒中的 RT 不同,研究小组想知道,用艾滋病药物抑制大脑 RT 是否真的能帮助注意力缺失症患者。为了评估真实世界中 RT 抑制剂暴露与人类注意力缺失症之间的联系,研究小组分析了 22.5 万多名对照组和 HIV 阳性患者的匿名医疗记录和处方报销单,发现 RT 抑制剂暴露与注意力缺失症发病率和患病率的显著降低有统计学关联。"因此,我们研究了服用 RT 抑制剂和其他抗逆转录病毒联合疗法的 HIV 阳性患者的年龄,并提出了一个问题:其中有多少人得了阿尔茨海默病?"答案是,与普通人群相比,得阿尔茨海默病的人数要少得多。观察结果和未来方向在这项研究中,有索赔数据的 22.5 万多人中,有近 8 万人是 60 岁以上的 HIV 阳性患者。在2016年至2019年的近三年观察期内,超过4.6万人服用了RT抑制剂。这些数据是在医学博士 Tiffany Chow 的领导下,通过与健康信息技术和临床研究公司 IQVIA 合作获得的。在艾滋病毒感染者中,服用这些抑制剂的艾滋病毒抗体阳性者每千人中有 2.46 例阿尔茨海默氏症诊断病例,而普通人群为 6.15 例。这个对照组的代表是 15 万多名 60 岁以上的艾滋病毒阴性患者,他们因治疗普通感冒而获得医疗保险报销。Chun 补充说:"不可能用这么多病人进行前瞻性临床试验。这种方法是一种研究药物如何作用于大量患者的方法。"他强调说,在这项回顾性研究中,患者服用的药物旨在对抗艾滋病毒中的 RT 活性,很可能只对大脑中活跃的这种酶的多种不同可能形式产生有限的影响。"我们现在看到的还很粗糙。实验室的下一步显然是要确定哪些版本的RT在AD大脑中起作用,从而发现更有针对性的治疗方法,同时应该对AD早期患者进行目前可用的RT抑制剂的前瞻性临床试验。"编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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