一支由西方学者主导的跨学科研究团队正利用人工智能(AI)靶向人体内一种可能有害的酶——该酶若不加以干预,可能导致癌症与传染性疾病的发生。
在生物化学与计算机科学教授胡平照(Hu Pingzhao)的带领下,该团队正深入研究应激反应酶 Pin1 的负面影响,并致力于开发针对其引发的癌症与传染性疾病的靶向疗法。
这一“西方团队”集合了医学与牙科学院教授卢坤平(Lu Kunping)、周晓珍(Zhou Xiaozhen)以及计算机科学教授王博宇(Wang Boyu),并与国际研究人员紧密合作,其中包括巴黎城市大学的 Jonathan Weitzman 和巴斯德研究所的 Olivier Sperandio。
近日,该合作项目“Pin-AI”成功获得为期四年、由加拿大自然科学与工程研究委员会(NSERC)及加拿大卫生研究院(CIHR)共同资助的联邦资金,该资助隶属于加拿大-法国人工智能合作计划。
胡平照教授作为加拿大健康研究讲席教授表示:“加拿大与法国的研究人员将结合我们在人工智能、计算生物学和癌症生物学领域的专长,共同设计新型 AI 算法以发现全新的 Pin1 抑制剂。我们的研究成果将在两国实验室中接受验证,涵盖人体与模型系统。在这为期四年的项目中,团队成员与学生将通过互访紧密合作,共同推进这一 AI 驱动的研究路径,开发针对癌症与传染病的靶向治疗药物。”
在本项目中,胡平照与王博宇将联合 Sperandio 带领团队构建一个 AI 模型,能够快速筛查超过一亿种化合物的化学库,从中识别出有望阻断 Pin1 的潜在药物分子。
借助这些先进的 AI 技术,卢坤平、周晓珍及其法国合作者将进一步研究人类与寄生虫中的 Pin1 酶,以设计针对人类与牛类癌症的 Pin1 特异性药物。他们将对最具潜力的候选药物进行测试,观察其对人类三阴性乳腺癌细胞——一种侵袭性强、治疗手段有限的乳腺癌类型——在癌细胞生长与转移方面的抑制作用。同时,Weitzman 将基于团队先前的研究成果(该研究显示寄生虫通过分泌 Pin1 促进癌症发展),在患有寄生虫诱发癌症的牛只模型中测试这些化合物的疗效。
多伦多大学 Schulich 医学院与牙科学院病理学与实验室医学教授周晓珍指出:“我们现在认识到,人工智能不仅能筛选现有化合物,还能实际参与设计并引导合成前所未有的全新化合物。凭借这样的能力,AI 可以生成具有全新化学结构的分子,以前所未有的精准度抑制 Pin1。简而言之,AI 不仅在帮助我们寻找潜在药物,更在积极地指导我们如何创造它们。”
卢坤平与周晓珍于 1996 年取得了突破性发现,首次鉴定了 Pin1 酶,相关成果发表在里程碑式的《自然》论文中。Pin1 是细胞内一种特殊蛋白,在环境压力、毒素或生理变化等应激源刺激下会被激活或改变其功能。
“我们团队已在动物模型中取得了显著成果,目前正计划利用现有药物开展针对 Pin1 的癌症治疗临床试验,这预示着癌症治疗模式可能出现根本性转变,”西部大学生物治疗讲席教授、生物治疗与生物化学领域西方研究讲席教授卢坤平强调,“通过这一 AI 驱动的靶向策略,我们有望对以往免疫疗法无效的肿瘤重新应用免疫治疗,为患者带来真正的希望——甚至可能使肿瘤缩小乃至消失。”

