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2022重大科学问题:老年痴呆早期诊断:DNA甲基化解码中医“精/痰/心/窍”原理

已有 749 次阅读 2022-6-29 11:44 |个人分类:用现代科学解读中医药学原理|系统分类:科研笔记

近日,中国科协发布了对科学发展具有导向作用的十大前沿科学问题,其中,“如何早期诊断无症状期阿尔茨海默病?”被列为10个前沿科学问题第一名。阿尔茨海默病(AD)是最常见的一种老年性痴呆。

我们基于DeepoMe计算平台,实现了中医概念的量化表征、中医概念与基因网络的组合特征提取,测试了对AD早期诊断的可能性。

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上图是Semo分析结果。Semo即Selective remodeling of pathways,是我们提出的一种基因网络高阶特征提取算法,由干预因素(如中药)与其靶向网络(蛋白质相互作用网络)组合而成,例如,“精-FOS”代表所有与FOS基因有蛋白相互作用的基因集合为背景,具有靶向“精“功效的中药的共性靶基因集合为前景,计算得到的衍生特征。

该结果提示,对AD筛查最有价值的中医概念是:神、心、湿、精与之相关的基因网络涉及:FOS基因子网络。FOS是一种转录因子,主要参与细胞衰老、5-羟色胺等功能路径。

最左边的子图提示,在所有FOS相互作用基因集合中,能够被具有调节“神”功能的中药靶向的基因集合,发生了整体性的DNA甲基化异常,由此定义的semo特征,AD病人显著高于健康人,根据semo特征进行风险预测,风险比值比odds ratio为2,即高风险组风险是一般人群的2倍。

对于轻度认知功能障碍(MCI),则得到了如下结果:窍-CCR5,痰-VIP,肺-CXCR4,心-CXCR4。说明中医证候“痰迷心窍”/"痰蒙神窍"在轻度认知功能障碍阶段即可以被DNA甲基化计算检测出来。
      一个典型的衰老相关的Semo网络如下图所示:



  • DeepoMe计算平台:一组DNA甲基化数据及其信号处理算法集合。

  • DNA甲基化:基因开关。从信息学的角度,白细胞DNA甲基化是一种记录人体生老病死、跨代遗传、全身各组织器官病理特征、各类物理心理环境暴露累积效应的信息载体。

  • DeepoMe数据模块:人类白细胞DNA甲基化数据集,包括人群自然衰老、自身对照长期跟踪、特种医学环境、神经精神类疾病、癌症前瞻性数据,60000+例

  • DeepoMe功能模块:中医概念表征、疾病预测、中医辨证分型、内在能力、生物学年龄、衰老分型、Eating.AI人药匹配等。



  • 为什么开发DeepoMe平台

       在IT(信息技术)+BT(生物技术)+AI(人工智能)深度融合的时代,我们认为,应该有一套生命健康数据的互操作系统,类似PC时代的Windows操作系统。基于DNA甲基化信息对各类表型的拟合能力,把各种生命组学、表型测量、中医概念、中药特征映射到DNA甲基化维度空间,打通健康监测、疾病预防、早筛、分型、治疗干预的数据链条。

  • 为什么要发布这些数据结果

        我们希望传递这样一个信号,即中医概念可量化、可计算,中医辨证也有望实现标准化。基于DNA甲基化信息这个数据底盘上,中西医有望实现互相映射、融合、协同、协作。

        这里只是展示一些可行性的、概念性的结果,我们希望作为一个技术支撑者,从IT+BT的角度,将DNA甲基化+计算药理学技术方面的能力开放,推动科学家团体探索用现代科学解读中医药学原理,进而形成经过临床循证、真实世界数据验证的科学成果有意合作者,欢迎联系我们:info@deepome.com。




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