基於基因表達的分子時鐘:哺乳動物衰老的通用標誌

编辑者: Svitlana Velhush

2026年5月,Nature發表了一項研究,分析了來自小鼠、大鼠、獼猴和人類共25種組織的超過11千個轉錄組,揭示了衰老過程中基因表達的保守性變化。這些標誌可用於構建分子時鐘,不僅能預測實際年齡,還能預測死亡風險,其準確度與第二代表觀遺傳時鐘相當。

與以往方法的主要區別在於可解釋性。表觀遺傳時鐘記錄的是DNA甲基化,但無法顯示具體是哪些基因的運作發生了改變。而此處可以清晰地看到各個模組:細胞衰老(編碼p21的CDKN1A)、炎症和細胞凋亡相關基因的表達增加;而傷口癒合、分化和細胞外基質合成相關基因的表達則下降。這些變化在不同物種和細胞類型中均保持一致。

作者亞歷山大·提什科夫斯基(Aleksandr Tyshkovskiy)、瓦迪姆·格拉迪舍夫(Vadim Gladyshev)及其哈佛醫學院的同事們構建了能夠對干預措施做出反應的模型。熱量限制減緩了線粒體和代謝模組的「分子衰老」,而慢性疾病則加速了炎症模組的衰老。即使在細胞培養中,長期傳代或輻射引起的壓力也會重現相同的死亡率特徵。

在隨附的《News & Views》中,若昂·佩德羅·德·馬加良斯(João Pedro de Magalhães)指出:這些標誌物有助於理解特定干預措施所調節的過程。然而,因果關係的問題仍然懸而未決——這些變化究竟是衰老的驅動因素,還是僅僅是衰老的結果。這還需要進一步的實驗。

想像一輛汽車,儀表板上亮的不是單一的里程表,而是個別的指示燈:「煞車磨損」、「冷卻系統問題」、「機油洩漏」。轉錄組時鐘提供的正是這樣一幅圖景——不是總里程,而是有機體分子機器中的具體「故障」。

這項研究表明,儘管壽命差異巨大,哺乳動物的衰老仍具有共同的分子特徵。這縮小了潛在干預目標的範圍,但同時也強調了一點:預測的準確性並不等同於對機制的理解,也不等同於能夠可靠地改變它。

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來源

  • 老化:哺乳類の老化と寿命を予測する「時計」

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