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衰老是生命的共同終點,但不同人走向終點的速度卻有差異。實際上,在我們的體內,各種器官乃至細胞類型之間的衰老速度也有不同,科學家們將這種現象稱為異步性(Asynchrony)。
如何能夠以簡單易行的方法窺探細微的衰老差異呢?
近期,《自然·醫學》雜志發表了來自美國斯坦福大學著名衰老研究學者Tony Wyss-Coray科研團隊的論文,研究者們通過機器學習模型分析了超6萬人的血漿蛋白質組學數據,構建了能測量人體40多種細胞類型生物學年齡的“血漿蛋白質組衰老圖譜”,實現了通過簡單抽血即可精準預判阿爾茨海默病(AD)、漸凍癥(ALS)及全因死亡風險的重大突破。
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本研究涵蓋了三個大型獨立隊列(GNPC、NSHD和UK Biobank),納入共計60543名受試者,對超過7000種蛋白進行了高通量檢測。研究者將血漿蛋白與其原始細胞類型進行匹配,嚴格限定只有在某種細胞中的表達量比其他細胞高出至少兩倍的蛋白,才被視為該細胞的“特異性標簽”,這樣的蛋白占蛋白總數的16.5%–24.2%。
隨后,研究者采用彈性網絡回歸算法,利用這些細胞特異性蛋白來預測受試者的生理年齡。計算預測的生物學年齡與個體實際年齡之間的殘差,如果z評分>2,則定義為該細胞類型處于“極端衰老”。
分析發現,衰老在人群中極度不均,約20%–25%的個體僅在單一細胞類型中表現出加速衰老,而有1%–3%的個體在10種或更多細胞類型中同時表現出加速衰老。例如神經元/膠質細胞在85歲后出現加速衰老,而腸杯狀細胞/纖毛細胞在中年即開始加速衰老。
研究者觀察到,健康的生活方式與整體細胞更加年輕有關,吸煙+肥胖則是促進多細胞加速衰老的“有毒”組合。
攜帶APOE4基因的人群表現出星形膠質細胞顯著衰老,但其巨噬細胞卻相對年輕;而APOE2攜帶者則呈現截然相反的狀態。這印證了進化假說:APOE4雖然在現代延長的人類壽命中增加了大腦衰老風險,但在歷史上可能通過增強免疫警覺性賦予了個體生存優勢。
分析結果顯示,特定細胞的加速衰老與特定疾病之間存在強關聯。例如骨骼肌細胞的極端衰老與未來15年中肌萎縮側索硬化風險升高12.7倍有關;星形膠質細胞的極端衰老則與阿爾茨海默病的發生風險增加11.6倍有關。
這同樣可用于癌癥、代謝病和慢性病篩查,例如吸煙者中如果存在2型肺泡細胞的極端衰老,其患肺癌的風險比單純吸煙高出58%。
在此基礎上,研究者開發了多細胞衰老風險評分(PARS)。數據顯示,骨骼肌細胞衰老是最強的死亡預測因子(HR 4.18),同時擁有20種以上極端衰老細胞類型的個體,15年生存率僅為34%。
這一非侵入性的血漿檢測框架,為人類提供了一種在細胞分辨率下量化生理狀態的手段。未來,通過維持星形膠質細胞或免疫細胞的“年輕態”,或許能成為延緩疾病發生、實現人類健康長壽的新策略。
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參考資料:
[1]Ding, D.Y., Bot, V.A., Chen, K.L. et al. Plasma proteomic signatures of cellular aging predict human disease. Nat Med (2026). https://doi.org/10.1038/s41591-026-04446-y
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本文作者丨代絲雨
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