藏在细胞转录组中的衰老时钟科学大院

判断细胞衰老程度的“分子时钟”。

我们每个人都有两个“年龄”：一个是时序年龄，即你出生后度过的时间；另一个是生物年龄，反映身体组织和器官的实际功能状态。生物年龄受到遗传、生活方式和慢性疾病等多重因素影响，是可变的。我们常感觉有的人显老，有的人“冻龄”，这背后可能正是生物年龄在起作用。

不同器官的衰老时钟是有共通性的（图片来源：参考文献）

衰老的特征是细胞损伤积累和功能衰退，并最终导致死亡。研究人员长期致力于鉴别与这些差异有关的分子标记。现有的方法包括分析个体DNA随时间发生的表观遗传修饰，即非遗传性改变。但这些时钟并不能反映特定基因的活性，其结果较难解读。

近日，在《自然》杂志上一篇封面文章中，研究人员使用转录组而非表观遗传修饰来制作新的“分子时钟”。

研究人员分析了小鼠、大鼠、猴子和人类超过11000个转录组数据。基因组就像是自助餐厅的菜单，而转录组就像顾客自己选择的食物类型，不同的细胞会在总菜单中选择不同的基因来使用。研究发现，不同物种、不同器官（如肝脏和心脏）在衰老过程中，对基因的偏好的变化模式惊人地相似。研究人员将这些共同的模式称为转录组年龄。

研究者表示，衰老是一个系统性的过程，它以相似的方式影响着不同的组织、细胞类型乃至物种。团队进一步利用英国生物银行的数据验证，确认这种转录组年龄同样与疾病和死亡风险显著相关。这就像是找到了一套在所有哺乳动物体内都适用的通用模式。

研究显示，与细胞衰老（细胞分裂能力下降）、炎症和凋亡（程序性细胞死亡）有关的基因在老化细胞中表达上调，与创伤愈合、细胞分化和细胞外基质合成有关的基因在不同物种与细胞类型中随年龄增长而表达下调。

作者用这些数据开发了多组织和多物种分子钟，既能评估年龄，也能预测预期死亡率，并利用统计方法和现有的动物与细胞模型进行了验证。

当然，研究人员也指出了当前的局限：这些模型主要是观察性的，显示了强烈的关联，但尚未完全确立因果关系。不过，它们无疑充当了揭示潜在生理压力和身体韧性下降的代理指标。

课代表总结：人类会有一天能够不再衰老吗？

Tyshkovskiy, A., Kholdina, D., Davitadze, M. et al. Universal transcriptomic hallmarks of mammalian ageing and mortality. Nature 654, 173–188 (2026).