科技日报北京9月22日电(记者张佳欣)据《天然·变老》杂志21日报导,美国麻省理工学院团队开宣布一种凭借人工智能(AI)辨认变老细胞的新办法。他们将拉曼显微镜获取的细胞生化信息与单细胞基因表达数据结合,再使用机器学习寻觅变老细胞的特征,生成一种共同的AI“条形码”,可用于辨认变老安排中的“僵尸细胞”。这种办法无需损坏细胞,有望为癌症、安排退化等变老相关疾病的确诊供给新思路。
跟着年纪添加,人体内一些细胞会进入变老状况。这些细胞中止割裂,却不会逝世,因而被形象地称为“僵尸细胞”。它们在体内堆集,或许参加癌症、安排退化、炎症等多种与变老相关的疾病的发生。现在,科学家现已发现了一些细胞变老的生物标志物,包含p16和p21两种蛋白。这些蛋白参加阻挠细胞持续割裂,但检测它们常常要损坏细胞。因而,如安在不损害细胞的情况下辨认变老细胞,一直是科学家重视的问题。
此次,团队使用拉曼显微镜寻觅答案。该技能经过一系列剖析光照耀细胞后发生的光谱信号,获取细胞内分子的化学信息,且不会损坏细胞。他们将拉曼显微镜与空间RNA测序结合,对2个月大和26个月大的小鼠皮肤及肺安排做多元化的剖析,从基因表达和生化组成两方面调查变老细胞。
研讨发现,晚年小鼠的皮肤和肺细胞均呈现脂质组成添加以及脂质堆集。在变老皮肤细胞中,与肌肉缩短以及胶原蛋白和细胞外基质重塑有关的细胞通路遭到显着影响;在晚年肺安排中,与免疫激活和炎症有关的基因活性有所增强。
随后,团队使用机器学习剖析这一些数据,从很多拉曼光谱和基因表达特征中寻觅与细胞变老最相关的特征,并将其组组成一种“条形码”。这些拉曼光谱峰对应不同的化学键,能够反映细胞中脂质、蛋白质等分子的改变。有了这一“条形码”,未来或许只需调查拉曼光谱中的几个要害波段,就能较快地判定细胞是否进入变老状况。
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