最近の研究で、AI（人工知能）が抗マラリア薬の一つ、ジヒドロアルテミシニン（DHA）を骨粗しょう症の治療薬として有効であることを特定しました。この研究結果は、アメリカ化学会（ACS）が発行する「ACS Central Science」誌に掲載され、研究論文のタイトルは「Deep Learning-Predicted Dihydroartemisinin Rescues Osteoporosis by Maintaining Mesenchymal Stem Cell Stemness Through Activating Histone 3 Lys 9 Acetylation（ディープラーニングによるジヒドロアルテミシニンの骨粗しょう症治療効果：メセンキマル幹細胞の幹細胞性維持によるヒストン3リジン9のアセチル化活性化）」です。
骨粗しょう症は通常、高齢者に多く見られる病気で、骨の再生を担う「オステオブラスト」と骨を分解する「オステオクラスト」とのバランスが崩れることで発生します。現在の治療法は主にオステオクラストの活動を抑制することに焦点を当てていますが、今回の研究では、骨髄メセンキマル幹細胞（BMMSCs）と呼ばれるオステオブラストの前駆細胞を活用した新たな治療法が提案されています。
ジェン・ウェイ・シー博士（Zhengwei Xie, PhD）らの研究チームは、病気に関連する遺伝子発現の変化を逆転させる薬剤を予測できるディープラーニングアルゴリズムを開発しました。今回、ヤン・リュウ博士（Yan Liu, PhD）、ウェイラン・リー博士（Weiran Li, PhD）らと共に、このアルゴリズムを用いてBMMSCsに焦点を当てた新しい骨粗しょう症治療戦略を模索しました。
研究チームは、新生マウスと成熟マウスで異なる遺伝子発現プロファイルに基づいてプログラムを実行し、トップランクの化合物としてDHAを特定しました。骨粗しょう症を誘発されたマウスにDHA抽出物を6週間投与した結果、大腿骨の骨損失が著しく減少し、骨の構造がほぼ完全に保たれることが確認されました。さらに、投与の効率を高めるために、DHAを装荷したナノ粒子を用いたより堅牢なシステムが開発されました。この治療を受けた骨粗しょう症のマウスの骨は、コントロールグループのそれと同様の状態であり、毒性の兆候は見られませんでした。また、DHAがBMMSCsと相互作用し、それらの幹細胞性を維持し、最終的により多くのオステオブラストを生成することが確認されました。研究者たちは、この研究成果がDHAが骨粗しょう症治療において有望な治療剤であることを示していると述べています。
この研究は、中国国家自然科学基金、北京市国際科学技術協力基金、北京自然科学基金、北京大学臨床医学プラスXヤングスカラーズプロジェクト、万人計画、寧夏回族自治区の主要研究開発計画、上海市高水準地方大学の革新的研究チーム、北京Novaプログラム、中国革新的人材国家ポスドクプログラム、中国ポスドク科学基金、および北京大学若手研究者のための科学技術イノベーション・セーリングプログラムからの資金援助を受けて行われました。
アメリカ化学会について
アメリカ化学会（ACS）は、アメリカ合衆国議会によって設立された非営利団体です。ACSの使命は、化学全般の企業とその実践者を支援し、地球とそのすべての人々の利益のために進歩させることです。同団体は、科学教育の卓越性を促進し、複数の研究ソリューション、査読付きジャーナル、科学会議、電子書籍、週刊ニュース雑誌「Chemical & Engineering News」を通じて化学関連情報と研究へのアクセスを提供する、世界的なリーダーです。ACSのジャーナルは、科学文献の中で最も引用され、最も信頼され、最も読まれています。しかし、ACS自体は化学研究を行っていません。科学情報ソリューションのリーダーとして、そのCAS部門は、世界中のイノベーターと協力して、世界の科学知識をキュレーション、接続、分析することにより、画期的な発見を加速させます。ACSの主要オフィスは、ワシントンD.C.とオハイオ州コロンバスにあります。
画像：ジヒドロアルテミシニン（DHA）を投与した骨粗鬆症マウス（下）は、対照マウス（上）に比べて骨密度が有意に改善した。(出典：ACS Central Science, 2023, DOI: 10.1021/acscentsci.3c00794より引用）。
