聊旭堯

科學(xué)與健康｜何以衰老？“人體衰老蛋白質(zhì)圖譜”揭開密碼

人類一直在探索“何以變老”的生命謎題。我們的各器官是否同步衰老？是否存在掌控衰老進(jìn)程的“總開關(guān)”？即使在科技如此發(fā)達(dá)的今天，這些根本性問題依然懸而未決。

25日晚，中國科學(xué)院動(dòng)物研究所、國家生物信息中心及四川大學(xué)華西醫(yī)院等機(jī)構(gòu)科學(xué)家在國際學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》上發(fā)表論文，繪制出跨越人類50年生命周期的“人體衰老蛋白質(zhì)圖譜”，為系統(tǒng)揭示衰老密碼提供了更加豐富的觀察視角。

為衰老蛋白質(zhì)“畫像”：解碼生命的“分子編年史”

如果把人體比作復(fù)雜精密的儀器，蛋白質(zhì)就是構(gòu)成這部儀器的核心零件與執(zhí)行指令的關(guān)鍵分子。蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)的維持，是生命活力的基石。中國科學(xué)家繪制的這部“人體衰老蛋白質(zhì)圖譜”，將對抗衰老的戰(zhàn)場從模糊的整體認(rèn)識(shí)推進(jìn)到精準(zhǔn)的分子與器官層面。

研究團(tuán)隊(duì)融合超高靈敏度質(zhì)譜技術(shù)與人工智能算法，系統(tǒng)分析了從年輕到老年（跨度50年）的人類個(gè)體中，涵蓋心臟、血管、肝臟、胰腺、免疫組織等13種關(guān)鍵組織、七大生理系統(tǒng)的蛋白質(zhì)動(dòng)態(tài)變化。

“我們?yōu)樗ダ系鞍踪|(zhì)畫像，相當(dāng)于詳盡記錄了一部人體蛋白質(zhì)變遷的編年史?！敝袊茖W(xué)院動(dòng)物研究所劉光慧研究員表示，這張圖譜記錄了不同器官中成千上萬種蛋白質(zhì)隨年齡增長的數(shù)量起伏，揭示了它們之間相互作用網(wǎng)絡(luò)的演變規(guī)律，在蛋白質(zhì)組層面全景式描繪了人體系統(tǒng)性衰老的軌跡與特征。

研究成果示意圖。（中國科學(xué)院動(dòng)物研究所提供）

中國團(tuán)隊(duì)努力突破：破解人體衰老的“時(shí)空密碼”

探尋“衰老擴(kuò)散”的核心機(jī)制，中國團(tuán)隊(duì)主要實(shí)現(xiàn)了三方面突破：

——繪制“衰老時(shí)間表”。研究發(fā)現(xiàn)，人體器官衰老并不同步，存在清晰的“時(shí)間表”：30歲左右，血管（主動(dòng)脈）和腎上腺就已率先偏離年輕穩(wěn)態(tài)，成為衰老的“先鋒哨兵”。45至55歲被確認(rèn)為衰老進(jìn)程的“暴風(fēng)驟雨期”。在這一關(guān)鍵窗口期，絕大多數(shù)器官的蛋白質(zhì)組經(jīng)歷劇烈震蕩，差異表達(dá)蛋白數(shù)量增長快，標(biāo)志著多器官系統(tǒng)性衰老的加速與確立。

——揭示“衰老風(fēng)暴”奧秘。圖譜清晰顯示，衰老的核心分子特征之一是蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)性崩解。

——鎖定“衰老總開關(guān)”。該研究的另一大突破在于首次確證血管系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)全身多器官衰老的“核心樞紐”，衰老的血管組織（尤其是主動(dòng)脈）會(huì)特異性分泌大量促衰老因子。

國家生物信息中心張維綺研究員介紹，團(tuán)隊(duì)通過多維度實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證（體外細(xì)胞、動(dòng)物模型），鎖定如GAS6、GPNMB等關(guān)鍵促衰因子。這些因子如同“衰老信號(hào)彈”，進(jìn)入血液循環(huán)后，能直接誘導(dǎo)血管自身細(xì)胞衰老，并能遠(yuǎn)程加速其他器官的衰老進(jìn)程。

這也揭示了“衰老擴(kuò)散”的核心機(jī)制：局部組織的衰老并非孤立事件，而是通過分泌因子介導(dǎo)的“器官間通訊網(wǎng)絡(luò)”，引發(fā)全身系統(tǒng)性衰老的級(jí)聯(lián)反應(yīng)。

校準(zhǔn)時(shí)鐘、鎖定靶點(diǎn)——從“看清衰老”邁向“干預(yù)衰老”

從古至今，人類始終在夢想“老而不衰”。此次成果不僅深刻揭示了衰老的系統(tǒng)性本質(zhì)，更開啟了衰老研究與干預(yù)的新路徑：

——精準(zhǔn)評(píng)估，防患未然?；趫D譜構(gòu)建的器官特異性“蛋白質(zhì)組衰老時(shí)鐘”，尤其是其與血漿蛋白組的關(guān)聯(lián)，使得僅需微量血液，即可無創(chuàng)評(píng)估個(gè)體各器官的“生物學(xué)年齡”及其衰老速度、偏移程度。

——鎖定靶點(diǎn)，把握窗口。研究系統(tǒng)篩選出關(guān)鍵干預(yù)靶點(diǎn)群，并明確了45至55歲這一關(guān)鍵干預(yù)窗口期，為開發(fā)靶向阻斷衰老信號(hào)擴(kuò)散、修復(fù)蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)的精準(zhǔn)抗衰策略（如藥物或療法）指明了方向。

——診療前移，范式革新。該成果推動(dòng)醫(yī)療模式從疾病發(fā)生后的“被動(dòng)治療”向基于“器官分子時(shí)鐘”評(píng)估的“主動(dòng)預(yù)防”轉(zhuǎn)變。通過監(jiān)測器官時(shí)鐘偏移（如主動(dòng)脈時(shí)鐘預(yù)測心血管風(fēng)險(xiǎn)），在功能顯著衰退前進(jìn)行干預(yù)，有望將衰老相關(guān)疾病的防治關(guān)口大幅前移。

四川大學(xué)華西醫(yī)院楊家印教授表示，此次成果發(fā)布標(biāo)志著人類在理解自身生命規(guī)律、主動(dòng)干預(yù)衰老進(jìn)程的征途上邁出了關(guān)鍵一步。

中國科學(xué)院動(dòng)物研究所曲靜研究員介紹，下一步將深挖驅(qū)動(dòng)因子，推進(jìn)無創(chuàng)衰老標(biāo)志物檢測與器官時(shí)鐘的臨床應(yīng)用，目標(biāo)直指精準(zhǔn)重塑蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)，延長人類健康壽命。

策劃：陳芳

記者：胡喆