每一次面包烤出金黄色的外壳,或肉类呈现出诱人的焦香表面时,都会发生美拉德反应。正是它创造了新鲜烹制食物的熟悉香气和味道。但很少有人知道,这种相同的化学反应在我们体内一生中也在缓慢进行。

随着时间的推移,糖分与蛋白质和脂肪相互作用,形成晚期糖基化终产物(AGEs)。这些化合物会积聚在胶原蛋白和其他长寿命蛋白质中,使组织变得更僵硬、弹性更差。随着时间的推移,它们会促进慢性炎症,并与糖尿病、心血管疾病、肾脏、眼睛疾病以及许多其他与衰老相关的病症的发展有关。长久以来,人们一直认为,一旦发生,这些化学变化就会永远留在组织中。
现在,这一观点开始被重新审视。
来自 Revel Pharmaceuticals 的科学家与 Calico Life Sciences 和科罗拉多大学安舒茨医学院合作,开发出一种能够清除已积聚在蛋白质上的 AGE 修饰的酶。该研究于 2026 年 7 月发表在《Nature Communications》杂志上。
项目负责人、Revel Pharmaceuticals 的首席执行官 Aaron Cravens 表示,CMLase 酶的出现得益于计算机搜索、人工智能和定向进化的结合。其最初的基础是土壤微生物的酶,这些微生物在自然界中分解有机残留物。研究人员分析了超过 5 亿种蛋白质变体,经过几轮工程优化后,获得了一种能够有效清除 Nε-羧甲基赖氨酸 (CML)的酶,这是最常见和最稳定的 AGE 修饰之一。
CMLase 的特点不仅在于它能清除 CML。这种酶可以恢复原始的赖氨酸氨基酸残基,仿佛擦掉了蛋白质在衰老过程中出现的化学“标记”。
结果令人印象深刻。在一份 75 岁捐赠者的皮肤样本中,CML 的含量降低到明显年轻得多的组织中常见的水平。在动脉样本中,这种修饰的含量减少了 70% 以上。同时,组织变得不那么僵硬,其机械性能也部分恢复。这是最早表明,长期以来被认为不可逆的蛋白质年龄相关化学损伤,可以通过酶促方法消除的研究之一。
著名生物化学家 John Baines,他花费数十年时间研究晚期糖基化终产物,称这项工作是“现代方法的一个真正胜利”。据他介绍,AGEs 在胶原蛋白中尤其活跃地积聚——胶原蛋白是一种更新极其缓慢且可能在组织中保留约十五年的蛋白质。到目前为止,几乎没有选择性清除此类分子的方法。
下一个阶段将是临床试验。开发人员首先计划在与糖尿病和年龄相关的视网膜及晶状体变性相关的眼部疾病中测试 CMLase。如果该技术在患者身上被证实是安全有效的,它可能成为一类新药物的基础,这些药物不针对衰老的症状,而是针对其分子原因之一。
斯坦福大学生物工程学教授 Michael Jewett 指出,这项工作开创了医学的一个全新方向。与其仅仅影响细胞内的过程,现在有可能净化细胞外基质——支持所有身体组织并随着年龄增长而逐渐变化的蛋白质支架。
这项研究并没有承诺“青春之泉”,也不能阻止自然衰老。然而,它展示了一种根本性的新可能性:长期以来被认为不可逆的蛋白质化学损伤,可以通过酶来修复。如果临床试验的结果得到证实,医学将从简单地减缓衰老变化迈向部分分子修复的重要一步。
有时,最伟大的发现始于对大自然的简单观察。这一次,是大自然中的土壤微生物,它们在数百万年里不断完善分解旧物以腾出空间给新生的艺术,为人类提供了启示。



