斯坦福大学医学研究人员建立了一个眼睛“衰老时钟”，可能导致眼部疾病的治疗

使用他们开发的用于研究眼液的技术，斯坦福医学研究人员及其合作者找到了一种测量眼部衰老的方法，为治疗多种眼部疾病开辟了途径。

科学家们观察了液体中的近6000种蛋白质，发现他们可以使用其中的26种来预测衰老。利用人工智能，他们开发了一个眼睛老化的“时钟”，指示每种疾病中哪些蛋白质加速衰老，并揭示新的潜在治疗靶点。

该研究于10月19日发表在 《细胞》杂志上。眼科教授Vinit Mahajan，MD，PhD是资深作者，Mahajan实验室的博士后学者Julian Wolf博士是该论文的主要作者。

Mahajan和他的同事打算将时钟方法应用于其他体液，以开发针对各种疾病的更有效的药物。

“这是有史以来最好的联系之一，表明疾病会引发加速衰老，”他说。

为了用小型可再生样品收集尽可能多的信息，Mahajan和他的团队开发了一种技术 – TEMPO，或追踪多种蛋白质来源的表达。通过将蛋白质追踪到产生蛋白质的RNA所在的一种细胞，TEMPO使科学家能够了解疾病驱动蛋白的细胞起源，希望最终他们可以通过个性化的药物治疗来靶向细胞。

“开发任何一种成功疗法的第一步是了解分子，”Mahajan说。“在分子水平上，即使患有相同的疾病，患者也会表现出不同的表现。有了我们开发的分子指纹，我们可以选择对每个患者有效的药物。

眼睛老化背后的罪魁祸首细胞

为了更好地了解哪些细胞过程会导致各种眼部疾病，研究小组分析了从房水（晶状体和角膜之间的液体）中提取的液体活检，而患者在手术期间被局部麻醉。在患有三种眼部疾病的患者中收集液体：糖尿病视网膜病变，导致眼睛血管渗漏，导致视力丧失;视网膜色素变性，导致眼睛后部的光敏细胞分解;和葡萄膜炎，眼睛内发炎。

使用来自46名健康患者的眼液，Mahajan和他的团队训练了一种AI算法来预测患者的年龄。然后，他们将液体中存在的近6,000种蛋白质喂入算法，以查看这些蛋白质的子集是否可以预测患者的年龄。他们发现26个作为一个群体使用时可以这样做。

将患病的眼液与健康的液体进行比较，他们发现患病眼睛患者的蛋白质表明年龄更高：早期糖尿病视网膜病变患者年龄大12岁，晚期糖尿病视网膜病变患者年龄31岁，视网膜色素变性患者年龄为16岁，葡萄膜炎患者年龄为29岁。

该模型还发现，负责指示年龄增加的细胞因每种疾病而异：晚期糖尿病视网膜病变中的血管细胞，色素性视网膜炎中的视网膜细胞和葡萄膜炎中的免疫细胞。

他们还发现，一些通常在治疗中靶向的细胞并不是与疾病最相关的细胞，这鼓励重新评估治疗。例如，糖尿病药物通常针对血管细胞，因为它们会随着疾病而渗漏，但他们发现从健康到晚期糖尿病视网膜病变的蛋白质大幅增加是在巨噬细胞中，巨噬细胞是一种去除死细胞的免疫细胞。

研究人员发现，一些细胞在症状出现之前就表现出加速衰老。Mahajan说，早期治疗分子途径可以在疾病变得无法修复之前防止疾病损害。

为临床试验提供信息

Mahajan说，针对衰老和疾病细胞可以使治疗更有效，因为两者似乎分开但同时损害眼睛。

Mahajan预计研究人员将把TEMPO技术和衰老时钟应用于其他器官液，如肝胆汁和关节液。

Mahajan希望通过了解这些生物标志物，研究人员将进行更成功的临床试验，因为他们将对驱动疾病的细胞过程有更精细的了解。目前，在小鼠模型或人类细胞中测试的候选药物中有90%在临床试验中失败。了解驱动疾病和衰老的细胞可能会增加成功的机会，Mahajan说。

“就好像我们把这些活细胞拿在手里，用放大镜检查它们，”Mahajan说。“我们正在分子水平上密切了解我们的患者，这将使精准健康和更明智的临床试验成为可能。

来自丹麦奥胡斯大学，明尼苏达大学，明尼苏达州视网膜顾问，卡尔加里大学，爱荷华大学和退伍军人事务部帕洛阿尔托医疗保健系统的研究人员为这项工作做出了贡献。

该研究小组得到了NIH资助（R01EY031952，R01EY031360，R01EY030151，P30EY026877，R01EY030151，R01EY031952和R35GM138353），斯坦福大学，预防失明研究，玻璃体视网膜手术基金会，灵北基金会的DARE奖学金和BrightFocus基金会的黄斑变性研究计划的支持。

这项研究是由隶属于拜尔斯眼科研究所的斯坦福大学研究人员实现的，他们创建了一个在手术室收集的眼液生物库。