コロンビア大学メールマン公衆衛生大学院の研究者らは、アルツハイマー病（AD）を含む複雑な疾患に関連するタンパク質バイオマーカーを特定するために設計された新しい計算パイプラインを開発した。この革新的なツールは、タンパク質の 3D 構造変化を誘発する可能性のあるバイオマーカーを分析し、疾患メカニズムに関する重要な洞察を提供し、治療介入の潜在的な標的を明らかにします。調査結果は、 細胞ゲノミクスこれは、長い間効果的な治療法がなかったアルツハイマー病の早期発見と治療戦略の進歩につながる可能性がある。
アルツハイマー病は、脳内のアミロイドベータ斑とタウ神経原線維変化によって定義され、これらは症状が出る数十年前に蓄積します。現在の早期診断はリソースを大量に消費するか、侵襲的です。 さらに、アミロイドベータを標的とする現在のアルツハイマー病治療法は、症状をある程度軽減し、病気の進行を遅らせる可能性はあるものの、完全に止めるには至っていません。私たちの研究は、侵襲性が低く、アルツハイマー病の早期発見に利用しやすい血液ベースのタンパク質バイオマーカーを同定する緊急の必要性を強調しています。このような進歩により、病気の根本的なメカニズムが解明され、より効果的な治療への道が開かれる可能性があります。」
Zhonghua Liu 博士、コロンビア メールマン スクール生物統計学の助教授、上級研究員
アルツハイマー病に対する新たなアプローチ
54,306人の参加者を含む英国バイオバンクからのデータと、455,258人の被験者（71,880人のAD症例と383,378人の対照）を対象としたゲノムワイド関連研究（GWAS）からのデータを使用して、研究チームは7つの重要なタンパク質を特定しました-TREM2、PILRB、PILRA、EPHA1 、CD33、RET、およびCD55-;アルツハイマー病のリスクに関連する構造変化を示します。
「これらのタンパク質をすでに標的としている特定のFDA承認薬が、アルツハイマー病の治療に再利用できる可能性があることを発見しました」とリュー氏は付け加えた。 「我々の研究結果は、このパイプラインが新たな治療標的として機能するタンパク質バイオマーカーを同定する可能性を示すだけでなく、アルツハイマー病との闘いにおける薬物再利用の機会を提供する可能性を強調しています。」
MR-SPI パイプライン: 疾患予測の精度
「MR-SPIは、従来のアプローチが困難なアルツハイマー病のような複雑な疾患の因果関係を解明するのに特に価値があります」とLiu氏は説明した。 「MR-SPIとタンパク質の3D構造を予測するための高度なツールであるAlphaFold3を統合することで、遺伝子変異によって引き起こされる3D構造変化を予測する能力がさらに強化され、疾患を引き起こす分子メカニズムについてのより深い理解が得られます。」
創薬と治療への影響
この研究結果は、MR-SPIがアルツハイマー病を超えて広範囲に応用できる可能性があり、さまざまな複雑な疾患にわたるタンパク質バイオマーカーを同定するための強力なフレームワークを提供する可能性があることを示唆している。さらに、タンパク質の 3D 構造変化を予測できるため、創薬や既存の治療法の再利用の新たな可能性が開かれます。
「MR-SPIとAlphaFold3を組み合わせることで、潜在的な薬物標的を特定するだけでなく、分子レベルでの構造変化を予測する包括的な計算パイプラインを実現できます」とLiu氏は結論づけた。 「このパイプラインは治療法の開発に刺激的な意味をもたらし、アルツハイマー病やその他の複雑な疾患に対するより効果的な治療法への道を開く可能性があります。」
「バイオバンクによる大規模なコホート、革新的な統計的および計算的アプローチ、AlphaFold のような AI ベースのツールを活用することにより、この研究はアルツハイマー病やその他の複雑な疾患に対する理解を向上させるイノベーションの収束を表しています」とコロンビア大学ゲイリー・W・ミラー博士は述べた。メールマン 研究戦略・イノベーション担当副学部長兼環境健康科学部教授。
この研究の共著者には、香港大学のミンハオ・ヤオ氏が含まれます。バドリ・N・バルダラジャン、コロンビア大学アルツハイマー病と脳老化に関するタウブ研究所。アンドレア・A・バカレリ、ハーバードTHチャン公衆衛生大学院、ラトガース大学のZijian Guo氏。
ソース：
参考雑誌:
ヤオ、M.、 他。 （2024年）。アルツハイマー病におけるタンパク質の解読: 3D 構造予測のために AlphaFold3 と統合された新しいメンデルランダム化法。 細胞ゲノミクス。 doi.org/10.1016/j.xgen.2024.100700。
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#新しい計算パイプラインがアルツハイマー病の主要なバイオマーカーを特定
2024-12-06 05:30:00