image: Precious1GPT通过多样化数据集整合分析，辅助衰老生物标志物研究和潜在靶基因知识图谱荟萃，进而赋能抗衰老和疾病的双效靶点发现。 view more
Credit: 英矽智能
2023年6月14日，由生成式人工智能驱动的临床阶段生物医药科技公司英矽智能（Insilico Medicine）宣布，公司团队近期在衰老领域权威期刊Aging发布了基于Transformer的多模态衰老时钟Precious1GPT，公司团队近期在衰老领域权威期刊Aging发布了基于Transformer的多模态衰老时钟Precious1GPT，一种利用注意力机制提高训练速度的生成生物学模型，通过多样化数据集整合分析，辅助衰老生物标志物研究和潜在靶基因知识图谱荟萃，进而赋能抗衰老和疾病的双效靶点发现。Precious1GPT得名于《指环王》系列作品中的具有延长寿命能力的魔戒。
英矽智能持续引领生成式人工智能与抗衰老研究前沿融合创新，并于2014年发表公司首篇采用前沿生物信息学探索衰老生物标志物的论文。随后，英矽智能首先在健康人多组学纵向数据库基础上对深度神经网络模型（DNNs）进行训练，再采用疾病的患者数据进行重复训练，最终搭建并验证了涵盖靶点发现、分子设计生成和临床试验预测的端到端AI药物研发平台Pharma.AI。
本文通讯作者，英矽智能创始人兼首席执行官Alex Zhavoronkov博士表示，“英矽智能持续利用深度神经网络来解读疾病和衰老的底层生物机制。深度神经网络、强化学习、Transformer等现代人工智能技术的快速发展，使得搭建Precious1GPT这样的衰老时钟成为可能。它不仅能识别影响衰老进程和疾病发生的关键因素，还能通过知识图谱关联信息以提出潜在疾病靶点，以先进的AI技术加速发现影响衰老和疾病的潜在疗法。”
近年来，研究人员开始将多模态transformer模型与神经网络结合，先通过未标签数据进行算法预训练，再引入较小规模的标签数据集进一步微调。本次英矽智能发表的研究成果，是业界首个采用的多模态transformer的衰老时钟，有能力处理基因组学、蛋白质组学、显微镜数据、计算化学、临床影像等多种类数据。
此次研究中，英矽智能团队搭建创新的流程，以Precious1GPT分析转录组学、甲基化数据等多维度数据，实现一站式年龄预测和老龄相关疾病靶点发现，全流程如图所示。首先，基于多模态transformer模型的回归器采用健康人数据样本进行年龄预测训练，学习得到的加权参数被输入基于多模态transformer模型的分类器用于患者组和对照组的区分。随后，研究团队基于回归器产生的数据对潜在靶基因进行筛选排序，再将结果输入到PandaOmics靶点发现平台进行关联分析，最终提名APLNR和IL23R为潜力双效靶点，有望同时靶向衰老和特发性肺纤维化、慢性阻塞性肺病、帕金森氏症、心衰等老龄化疾病。
该研究共同作者，英矽智能大湾区负责人潘颖博士表示，“基于transformer模型的生成生物学方法为衰老和疾病问题带来了新的解法，提供了人体生物学机制的新理解，也启发了缓解甚至逆转衰老进程和疾病发展的新颖疗法开发。下一步，英矽智能研发团队计划拓展Precious1GPT应用场景，以更大规模的专有数据库辅助生成，并在实验室中进行结果验证。”
随着老龄人口不断增长，老龄化相关疾病逐渐成为重大健康挑战，亟需生命科学探索突破。自2014年成立以来，英矽智能持续关注领域学术交流，并赞助抗衰老业界规模最大的衰老研究和药物发现会议（Aging Research and Drug Discovery Meeting，ARDD）。2023年，ARDD迎来十周年纪念日，汇聚产学研界资深专家，分享分子、细胞、组织等多层面的抗衰老研究与干预措施进展。
参考资料
[1] Urban A, Sidorenko D, Zagirova D, Kozlova E, Kalashnikov A, Pushkov S, Naumov V, Sarkisova V, Leung GHD, Leung HW, Pun FW, Ozerov IV, Aliper A, et al. Precious1GPT: multimodal transformer-based transfer learning for aging clock development and feature importance analysis for aging and age-related disease target discovery. Aging (Albany NY). 2023 Jun 13; . https://doi.org/10.18632/aging.204788 [Epub ahead of print]
关于英矽智能
英矽智能是一家由生成式人工智能驱动的生物医药科技公司，通过下一代人工智能系统连接生物学、化学和临床试验分析，利用深度生成模型、强化学习、转换模型等现代机器学习技术，构建强大且高效的人工智能药物研发平台，识别全新靶点并生成具有特定属性分子结构的候选药物。英矽智能聚焦癌症、纤维化、免疫、中枢神经系统疾病、衰老相关疾病等未被满足医疗需求领域，推进并加速创新药物研发。
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关于ARDD
ARDD峰会自成立以来，一直将学术卓越性、行业影响力和对生物制药行业的价值作为给嘉宾和与会者带来的主要亮点。会议旨在搭建全球范围内首个抗衰老研究平台，促进制药行业积极参与并将衰老研究的最新发现纳入其内部研发战略的各个方面。目前，该峰会已经成为全球范围内最大的衰老研究与药物发现活动。
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https://www.agingpharma.org/