科技前沿
研究人员通过眼液小滴绘制出了来自眼睛内不同细胞类型的近6000种蛋白的图谱
2023-10-23 09:54  点击:37
  在一项新的研究中,来自美国斯坦福大学等研究机构的研究人员通过分析手术中常规取出的眼液小滴,绘制出了来自眼睛内不同细胞类型的近6000种蛋白的图谱。他们利用一种人工智能模型从这些数据中构建了一个“蛋白质组时钟(proteomic clock)”,该时钟可以根据健康人的蛋白图谱预测其年龄。
 
  在这个充满奇妙与科技交融的时代,我们的研究又迈向了一个新的里程碑。一篇最新的研究报告揭示了这样的事实:那些在时钟的指针下静静衰老的细胞,却在我们的眼睛中留下了疾病的痕迹。糖尿病视网膜病变和葡萄膜炎等疾病正在悄悄地让我们的特定细胞类型加速衰老,而这恰恰与帕金森病的发病有关。
 
  眼睛,这个神秘的器官,它的深处藏有细胞的秘密。这些秘密,往往难以在活的患者体内被揭示。因为眼睛和大脑一样,是一座我们无法再生的宝藏,每一份珍贵的样本都可能造成无法弥补的损伤。然而,另一种方法——液体活检,却为我们揭示这些秘密提供了一条全新的途径。
 
  液体活检,就如同从细胞或组织的橱窗中窥视,可以快速捕捉到相关区域内存在的蛋白快照。但直到现在,这种方法在测量小体积液体中大量蛋白的能力上仍有限,也无法告诉我们哪些细胞产生了哪些蛋白。这对疾病的诊断和治疗无疑是一道难以跨越的鸿沟。
 
  然而,我们的科学家们并未因此而止步。他们采用了一种高分辨率的方法,对从接受眼科手术的患者的玻璃体中提取的液体活检样本中的蛋白进行了深入的剖析。他们总共鉴定出了5953种蛋白,这一数字是以前类似研究中鉴定出的蛋白数量的十倍。他们利用一款名为TEMPO的软件工具,成功将每种蛋白追溯到特定的细胞类型。
 
  在探索疾病与分子衰老之间的关系时,我们的科学家们建立了一种人工智能机器学习模型。这种模型如同一位敏锐的侦探,能够根据26种蛋白的一个子集预测眼睛的分子年龄。这种模型不仅可以准确预测健康眼睛的年龄,更能够揭示疾病与明显的分子衰老之间的关联。
 
  以糖尿病视网膜病变为例,随着疾病的逐步推进,这种衰老的程度也会如同时间的指针一般逐步增加。对于那些患有严重(增殖性)糖尿病视网膜病变的患者来说,他们的衰老速度甚至可能会加快30年之久。这些衰老的迹象有时在患者出现潜在疾病的临床症状之前就能被观察到,并在治疗成功的患者身上持续存在。
 
  此外,科学家们还发现了几种与帕金森病有关的蛋白。这些蛋白通常是在死后才能被发现的,而目前的诊断方法无法对它们进行检测,这也是帕金森病诊断如此困难的原因之一。然而,如果我们能够成功地在眼液中检测到这些标志物,那么我们就有可能更早地诊断出帕金森病,甚至可能在疾病后期进行有效的治疗监测。
 
  下一步,科学家们计划对来自更多患者和更广泛眼病的样本进行深入剖析。他们还表示,他们的方法可能能够用于表征其他难以取样的组织。例如,脑脊液的液体活检可能能够用于研究或诊断大脑,而滑液可能能够用于研究关节,尿液可能能够用于研究肾脏。这个前沿的科学领域充满了无限的可能性,我们期待着更多精彩的研究成果的到来。
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