科学家开发出强大的AI算法 帮助应对致命的胶质母细胞瘤

科学家开发出强大的AI算法帮助应对致命的胶质母细胞瘤该图像显示了用于精确瞄准胶质母细胞瘤主激酶的SPHINKS网络。资料来源：AntonioIavarone,M.D.他们的研究在2月2日的《自然-癌症》杂志上有所描述，并可能对GBM（一种侵袭性的、通常是致命的脑癌类型）以及某些乳腺癌、肺癌和儿科癌症的未来治疗产生深远影响。西尔维斯特综合癌症中心副主任、该研究的资深作者、医学博士AntonioIavarone解释说："我们的工作代表了转化科学，为改变胶质母细胞瘤患者在临床上的常规管理方式提供了直接机会。算法为精准癌症医学提供了应用，给肿瘤学家提供了一个新的工具来对抗这种致命的疾病和其他癌症。"这种人工智能算法被称为SPHINKS--基于底物PHosphosite的激酶网络推断--部署了深度机器学习，以帮助研究人员识别和实验验证两种蛋白激酶（PKCd和DNAPKcs），作为与两种GBM亚型的肿瘤进展相关的罪魁祸首，并作为其他癌症的潜在治疗目标。蛋白激酶是目前用于精准癌症医学的关键目标，以根据病人的特定癌症特性进行治疗。研究人员将最活跃的激酶在他们的论文中称为"主激酶"，是那些临床医生直接使用靶向药物作为当前癌症治疗的标志的激酶。除了确定主激酶之外，Iavarone博士及其同事还使用了在实验室中从患者样本中生长出来的肿瘤器官-他们称之为"患者衍生的肿瘤化身"来证明干扰主激酶活性的靶向药物能够阻挠肿瘤的生长。此前，Iavarone博士和团队已经报告了一种新的胶质母细胞瘤分类，通过捕捉关键的肿瘤细胞特征，并根据GBM患者的生存可能性和他们的肿瘤对药物的脆弱性进行分组。在新的研究中，这些分类是通过几个全能学平台独立确认的：基因组学（基因）、蛋白质组学（蛋白质）、脂质组学（脂肪分子）、乙酰组学（表观遗传学）、代谢组学（代谢物）和其他。SPHINKS利用机器学习来完善这些omics数据集，并创建一个互动组--一套完整的生物互动--以确定每个胶质母细胞瘤亚型中产生异常生长和治疗抗性的激酶。这些发现表明，多组学数据可以产生新的算法，根据每个病人的胶质母细胞瘤亚型预测哪些靶向疗法可以提供最佳治疗方案。"我们现在可以根据不同omics之间共同的生物特征对胶质母细胞瘤患者进行分层，"Iavarone博士说。"仅仅阅读基因组是不够的。我们已经需要更全面的数据来确定肿瘤的脆弱性"。尽管在许多其他癌症方面取得了突破性进展，胶质母细胞瘤患者面临着令人沮丧的预后--五年生存率低于10%。尽管正在开发许多药物作为潜在的治疗方法，但临床医生一直需要一种方法来确定驱动每个病人疾病的分子机制，并适用于精准癌症医学。研究人员说，SPHINKS算法和相关方法可以很容易地被纳入分子病理学实验室。他们的论文包括一个临床分类器，可以帮助给每个病人分配适当的胶质母细胞瘤亚型。该团队还建立了一个在线门户来访问该算法。作者认为这种方法可以产生有洞察力的信息，使多达75%的胶质母细胞瘤患者受益。西尔维斯特中心生物化学和分子生物学教授、该研究的共同第一作者、医学博士AnnaLasorella说："这个分类器基本上可以在任何实验室使用。通过将全息信息导入门户网站，病理学家可以收到一个肿瘤、十个肿瘤的分类信息，无论他们导入多少个，这些分类可以立即应用于病人护理"。虽然SPHINKS首先在胶质母细胞瘤上测试，但该算法同样适用于其他几种癌症。该团队在乳腺癌、肺癌和小儿脑瘤中发现了相同的癌症驱动激酶。Iavarone和Lasorella博士及其同事认为这一发现可能是一种新型临床试验的动力。"我们正在探索篮子试验的概念，"Iavarone博士解释说，"这将包括具有相同生物亚型但不一定是相同癌症类型的患者。如果胶质母细胞瘤或乳腺癌或肺癌患者具有类似的分子特征，他们可以被纳入同一个试验中，与其为一种药物做多次试验，我们可以进行一次联合试验，并有可能更快地将更多有效的药物带给更多的患者。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1342375.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1342375.htm

科学家开发可注射的水凝胶 为预防胶质母细胞瘤复发提供希望

科学家开发可注射的水凝胶为预防胶质母细胞瘤复发提供希望据NewAtlas报道，胶质母细胞瘤是最致命的癌症形式之一，在手术切除后往往会复发。威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员现在已经开发出一种增强免疫力的水凝胶，可以在手术后注入大脑以清除剩余的癌症干细胞。胶质母细胞瘤的存活率是所有癌症中最低的，只有不到5%的患者在诊断后存活五年。这主要是因为这种脑癌在手术切除肿瘤后有复发的倾向，因为胶质瘤干细胞被留下来形成新肿瘤。该研究的通讯作者QuanyinHu说：“胶质母细胞瘤的一个特点是，肿瘤细胞非常具有侵略性，它们会渗透到周围的组织中。所以外科医生不能清楚地感觉到肿瘤和正常组织之间的界限，而且你不能尽可能多地切除，因为大脑中的所有组织都极其重要--你当然不希望切除太多。”但一种新的治疗方法可能有助于扭转局面。研究人员现在已经开发出一种含有药物的水凝胶，可以在手术后注射到肿瘤切除后留下的空间。在那里，它开始工作，“训练”免疫系统发现任何剩余的胶质瘤干细胞。该水凝胶含有纳米粒子，能够重新“编程”被称为巨噬细胞的免疫细胞，这些巨噬细胞在手术后充斥在该处。令人沮丧的是，肿瘤环境能使这些巨噬细胞转换阵营，因此它们帮助促进癌症生长并抑制免疫反应。该凝胶用纳米粒子来对抗这种情况，该粒子使巨噬细胞以CD133为目标，这是一种由癌症干细胞表达的蛋白质。这些逃逸的癌细胞试图通过“广播”信号来隐藏，告诉免疫系统不要吃它，因此水凝胶还包含一种被称为CD47的抗体，阻止该信号。在小鼠的测试中，该团队显示，水凝胶能成功生成嵌合抗原受体（CAR）巨噬细胞，专门针对胶质瘤干细胞。在手术后六个月的时间里，小鼠的脑癌没有复发。虽然这种水凝胶仍需要在更大的动物身上进行测试，然后才有可能在人类身上使用，但该团队表示，这项研究很有希望。它也可以被用来帮助治疗其他侵袭性实体肿瘤，如乳腺癌，再加上该团队最近开发的另一种防止癌症复发的水凝胶，人们可能很快就会有一些新的“武器”了。“在有可能转化为临床之前，我们还有很多工作要做，但我们感到有信心，这是一种非常有希望的方法，可以为胶质母细胞瘤患者带来新的希望，使他们在手术后能够康复，”研究人员说。“我们希望我们能做好工作，能够将这项技术推进到临床。”这项研究发表在《科学转化医学》杂志上。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1302429.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1302429.htm

新型光激活化合物以独特方式杀死癌细胞

新型光激活化合物以独特方式杀死癌细胞虽然光动力疗法已被证明是一种有效的癌症治疗方法，但它存在的一个问题是，它需要氧气的存在来产生导致细胞死亡的ROS。由于大多数实体瘤都有缺氧（低氧）的微环境，传统光敏剂的效果会受到限制。为了克服这一局限性，香港城市大学的研究人员开发出一种新型铂增强光激活剂，无需氧气即可有效杀死癌细胞。以铂（II）为基础的化疗方法多年来一直被用于治疗癌症。然而，它们容易产生毒性和耐药性等副作用。铂(IV)，或称铂(IV)，是一种原药，这意味着它在进入癌细胞后被代谢之前没有药理活性，这使它更具吸引力，因为它比铂(II)化合物具有更高的稳定性和更少的副作用。以往的研究表明，在光敏剂中添加铂等过渡金属可以提高光敏剂的效率。因此，研究人员将铂(IV)配合物与有机光敏配体共轭，发现这导致了一种称为"金属增强光氧化"的效应。这一发现促使他们开发出一类新的近红外活化铂（IV）光氧化剂。他们通过静脉注射给患有肿瘤的小鼠注射了新型化合物。四小时后，他们用近红外（NIR）光照射小鼠以激活光氧化剂，结果发现肿瘤体积缩小了89%，肿瘤重量减轻了76%，这表明铂（IV）光氧化剂具有抑癌作用。传统的铂类抗癌药物会导致癌细胞凋亡，而研究人员发现他们的化合物会导致一种独特形式的细胞死亡。该研究的通讯作者GuangyuZhu说："有趣的是，我们发现铂（IV）光氧化物诱导的癌细胞'死亡模式'不同于任何其他抗癌药物。"通过细胞内强氧化应激和细胞内pH值降低的双重作用，启动了一种独特的癌细胞破坏模式"。"近红外激活的铂(IV)光氧化剂通过触发一种独特的细胞死亡形式，以一种与氧无关的方式消除癌细胞。他们观察到，积聚在癌细胞内质网（蛋白质合成和运输枢纽）中的铂（IV）光氧化物被近红外光激活后，无需氧气就能氧化细胞内的生物大分子，产生ROSs、脂质过氧化物和质子。ROS和脂质过氧化物产生的氧化猝灭破坏了癌细胞的重要成分，而质子则降低了细胞内的pH值，形成了不利的酸性微环境。此外，研究人员还观察到铂(IV)光氧化物激活了小鼠的免疫系统，招募并激活了免疫细胞。与对照组相比，光激活后辅助性T细胞的数量增加了7倍，细胞毒性T细胞的数量增加了23倍。细胞毒性或杀伤性T细胞能直接识别并消灭癌细胞，而辅助性T细胞则有助于激活细胞毒性T细胞。"通过诱导非典型坏死，铂（IV）光氧化物可以克服癌细胞对传统光动力疗法和化疗药物的抗药性，激活免疫系统，有效消灭癌细胞，"Zhu说。"这些发现作为概念的证明，表明基于金属增强光氧化的光氧化剂的开发是开发金属基抗癌药物的一个前景广阔的新方向"。研究人员计划开展临床前研究，全面描述新型铂(IV)光氧化剂的化学、生物和药物特性，目的是确定用于临床试验的化合物。该研究发表在《自然-化学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1385399.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1385399.htm

研究人员发现一种真菌色素或能成为抗癌化合物来源

研究人员发现一种真菌色素或能成为抗癌化合物来源科学家们深入研究了一种真菌的构成，他们发现一种拥有一些具有发展前景的抗癌品质的新型化合物。据悉，该化合物的抗肿瘤效果在实验室实验中得到了证明。该团队对临床使用的路径感到乐观，与此同时这项工作还偶然发现了一种具有良好食品保存潜力的新深红色染料。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1325769.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1325769.htm

新发现的天然抗衰老化合物可提高老年小鼠的生育能力

新发现的天然抗衰老化合物可提高老年小鼠的生育能力一项研究发现，一种天然化合物能逆转与年龄有关的生殖细胞衰退，从而提高老年小鼠的生育能力随着年龄的增长，女性卵巢中未成熟的卵细胞（称为卵母细胞）会退化，数量也会减少，这使得她们更难自然怀孕或通过试管婴儿等辅助生殖治疗怀孕。女性的卵母细胞数量是固定的，卵母细胞在卵巢外层的卵泡内成熟。在每个生殖周期中，都会有几个卵泡开始发育，通常情况下，每个周期都会有一个卵母细胞成为成熟的卵子，并从卵泡中排出。精脒是一种最初从精子中分离出来的化合物，但现在已知它在许多类型的细胞中都具有功能。对精脒的研究表明，它能延长酵母、苍蝇、蠕虫和人类免疫细胞的寿命。对动物模型的研究表明，精胺具有抗衰老特性，可减少与年龄有关的问题，如小鼠的心血管疾病和果蝇的认知能力衰退。然而，人们还不知道亚精胺对卵母细胞的影响。因此，在一项新的研究中，研究人员在老年雌性小鼠身上测试了这种化合物，以了解它是否会产生任何益处。首先，他们比较了年轻小鼠和中年小鼠的卵巢组织，发现老年小鼠组织中的亚精胺含量要少得多。它们的卵母细胞质量也较差，退化的卵泡也较多。为了弄清卵母细胞的状况是否与精胺含量减少有关，研究人员给一些老年小鼠注射了这种化合物。与对照组相比，精胺增强组小鼠的卵母细胞发育更快，缺陷更少。这些小鼠还拥有更多的卵泡，这是人类常用来估计卵母细胞数量和质量的一种方法。将亚精胺作为口服补充剂加入小鼠的饮用水中，结果也是一样。研究人员观察到，精胺提高了囊胚（即发育成胚胎的分裂细胞群）形成的成功率，服用精胺后自然受孕的大龄小鼠每胎的小鼠数量是同龄对照组小鼠的两倍左右。深入研究后，他们对不同年龄小鼠卵母细胞的RNA进行了测序，发现与细胞能量产生和清除细胞碎片过程有关的基因在年轻小鼠、年老小鼠和服用过亚精胺的年老小鼠中有着不同的表达模式。服用过精胺的小鼠卵母细胞恢复了清除细胞碎片的能力，线粒体功能也得到了增强。猪卵母细胞在氧化压力（衰老的主要特征）下也出现了类似的效果，这表明亚精胺的作用机制在不同物种之间是相似的。当研究人员用一种抑制清除受损线粒体（线粒体吞噬）的分子处理实验室培养的卵母细胞时，他们发现经亚精胺处理的细胞比未经处理的细胞成熟得慢得多，这进一步表明，这种化合物与细胞的清理过程一起产生抗衰老作用。该研究的通讯作者熊波说："虽然我们已经知道亚精胺具有抗衰老特性，但它的显著效果还是让我们感到惊讶。"这项研究的发现已经引起了医学界的极大兴趣。"这些发现意义深远，"墨尔本试管婴儿和皇家妇女医院的妇科和生育专家亚历克斯-波利亚科夫（AlexPolyakov）说。"过去几十年来，不孕不育治疗取得了巨大进步，试管婴儿成功率大幅提高，但女性年龄仍然是成功的主要障碍，因为试管婴儿无法抵消年龄对卵母细胞质量和数量的影响。生殖医学的圣杯是能够逆转年龄对卵巢影响的技术或治疗方法。Zhang等人似乎发现了它。"研究人员的下一步是看这些结果是否能转化到人类身上。他们计划在实验室中测试亚精胺对人类卵母细胞的生育促进作用，以确定什么剂量的亚精胺是安全有效的，以及这种化合物是否会影响其他身体过程。熊说："我们需要精确的临床试验来解决这些问题，然后才能应用亚精胺来提高人类的生育能力。"这项研究发表在《自然-衰老》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1390515.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1390515.htm

新的研究性药物可以对抗脑肿瘤

新的研究性药物可以对抗脑肿瘤由麻省总医院（MGH）的科学家领导的新研究显示，一种抑制硬脂酰CoA去饱和酶1（SCD）的药物干扰了这一过程，当给患有胶质母细胞瘤的小鼠服用时，该药物延迟了肿瘤的生长，增加了胶质母细胞瘤细胞对抗癌疗法的敏感性。该研究结果发表在《科学-转化医学》上，可能会给患者带来新的治疗选择。在新脂质合成的一个步骤中，SCD将饱和脂肪酸转换为单不饱和脂肪酸。此前，MGH的神经科学助理、哈佛医学院神经学助理教授ChristianBadr博士和他的同事表明，胶质母细胞瘤细胞依赖于SCD的激活和单不饱和脂肪酸的可用性。在这项新的研究中，该团队测试了一种SCD抑制剂YTX-7739的抗胶质母细胞瘤潜力，该抑制剂可以穿过血脑屏障，并正在被评估为治疗帕金森病患者的I期临床试验的口服药物。研究人员发现，YTX-7739对患者衍生的胶质母细胞瘤干细胞具有毒性。通过阻断SCD，细胞积累了过多的饱和脂肪酸，这一过程被称为脂肪毒性。此外，当给患有肿瘤的小鼠使用时，YTX-7739抑制了胶质母细胞瘤细胞中涉及脂肪酸代谢的过程，并增加了细胞对常规胶质母细胞瘤化疗的敏感性。在研究YTX-7739对细胞影响背后的详细机制时，科学家们发现MEK/ERK信号通路使胶质母细胞特别容易受到YTX-7739的影响，而AMPK信号通路则起到保护胶质母细胞的作用，并能使它们对YTX-7739出现时的新脂质合成损失产生抵抗。"基于我们的结果，我们提出，可以在肿瘤活检中检测到的MEK/ERK和AMPK活动，可以成为指导病人选择和分层的预测性生物标志物，"Badr说。换句话说，肿瘤具有强大的MEK/ERK活性的患者可能会从YTX-7739等疗法中受益，而那些具有高AMPK活性的患者可能不会。"新的发现还应该有助于调整治疗范式，使疗效最大化。例如，一些广泛使用的药物，如抗炎药水杨酸盐或抗糖尿病化合物二甲双胍，是AMPK的强效激活剂，可能不利于YTX-7739或其他新脂质合成靶向疗法的功效，"Badr说。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1346031.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1346031.htm