人类衰老图谱问世!发现HOX、PCDHG等四大青春调控器


不可思议白色药丸!科学家们刚刚绘制了衰老如何重塑我们的基因,他们发现了控制衰老的通用开关(HDAC 4,HOX,MEST,PCDHG)。 基本上,衰老是一个协调的表观遗传漂移,我们现在有一个我们将在有生之年解决衰老问题的图谱。

哈佛大学抗衰教授大卫辛克莱尔说:很高兴看到表观遗传漂变成为主流。我记得在2008年,我们展示了DNA修复导致的HOX漂移等基因,并提出这是衰老的一个原因--几乎没有人知道我们在说什么

  • https://www.cell.com/fulltext/S0092-8674(08)01317-2


早在镜子里的容颜变化之前,我们的基因就已经在悄然“变老”。这不是基因序列的突变,而是一场发生在分子层面的静默革命——DNA甲基化。

最近,澳大利亚莫纳什大学的尼尔·艾农(Nir Eynon)团队联合全球数十位科学家,完成了一项堪称史诗级的科研工程:他们分析了超过一万五千份人类组织样本,横跨17种不同器官,绘制出迄今为止最全面的人类衰老甲基化图谱。

这项尚未经过同行评审却已震动学界的预印本研究(估计没有人有能力评审它,创新就是这样突破或被扼杀的),就像为我们的身体打开了一扇“基因天窗”,让我们第一次如此清晰地看见:衰老,究竟是如何一步步改写我们的生命代码。

这不仅仅是一份冰冷的数据报告,更像是一张藏宝图,指引着未来抗衰老疗法的方向。

研究团队从公开数据库和合作机构中汇集了131个独立数据集,样本年龄跨度从18岁到百岁,覆盖了脂肪、肝脏、大脑、皮肤、肌肉、肺、视网膜等关键器官。他们追踪了近90万个DNA位点的甲基化动态,构建了一个名为“人类衰老图谱”的开放平台。

你可以想象,这相当于给身体的17个主要“部门”分别做了一次年度体检,然后把所有数据汇总,找出那些随着年岁增长而普遍出现的“健康隐患”。

结果发现,不同器官的“衰老速度”竟有天壤之别。比如:
视网膜和胃的甲基化变化累积得又快又多,仿佛在加速老化;
而宫颈和皮肤的变化则相对温和。

这解释了为什么有些人看起来“冻龄”,但内脏功能却可能早已亮起红灯。

更令人震惊的是,尽管各器官的衰老路径千差万别,研究团队还是在纷繁复杂的甲基化信号中,揪出了几个“跨组织通缉犯”——那些无论在心脏、大脑还是肌肉中,都表现出一致衰老特征的基因。

其中,HDAC4、HOX基因家族和MEST基因尤为突出。

HDAC4和HOX是发育过程中的关键调控者,它们的异常甲基化与细胞衰老和功能衰退紧密相关;
而MEST基因则与糖尿病、肥胖这些公认的“加速衰老器”脱不了干系。

但最引人注目的“头号通缉犯”,当属原钙粘蛋白γ(PCDHG)基因家族:这个家族的成员在多种器官中都表现出随着年龄增长而甲基化水平升高的趋势,成为驱动多器官衰老的“核心引擎”。

已有研究证实,PCDHG基因的过度甲基化与大脑白质减少直接相关,而白质减少正是认知能力加速衰退的标志。

这意味着,一个基因家族的“甲基化失控”,可能同时影响着你的肌肉力量、大脑清晰度甚至心脏功能,揭示了衰老作为一种系统性疾病的本质。

这项研究的伟大之处,不仅在于发现了这些靶点,更在于它颠覆了我们对“衰老时钟”的浅层认知。

过去,科学家们热衷于用甲基化模式来制作“生物年龄钟”,就像给生命倒计时。但艾农团队的研究则更进一步,他们追问:这些时钟的指针为什么会走?背后的分子机制是什么?通过复杂的网络分析,他们发现,大多数与衰老相关的甲基化模块都极为脆弱,一旦被干扰,反而会加剧衰老信号。

这就像一个濒临崩溃的旧系统,越动越乱。然而,黑暗中也透出了一丝曙光:他们识别出一个罕见的、具有强大韧性的模块,其核心通路竟然是NAD+的补救合成

NAD+是细胞能量代谢的关键辅酶,其水平随年龄增长而急剧下降,被认为是衰老的核心驱动力之一。补充NAD+前体物质(如烟酰胺核糖NR/NMN/烟酸)已在多种动物模型中展现出延缓衰老的潜力。

这项研究从表观遗传学层面为NAD+疗法提供了强有力的证据,表明靶向这一通路,或许真能“加固”衰老的脆弱系统,而非只是徒劳地拨动时钟。

因此,这份庞大的甲基化图谱,其终极意义远不止于预测年龄。它指向了一个更宏大的愿景:从治疗单一的衰老相关疾病(如心脏病、糖尿病),转向直接干预“衰老”本身这一核心过程。

正如研究者所期望的,未来的抗衰老策略,或许不再是头痛医头、脚痛医脚,而是通过运动、饮食或特定药物,像指挥家一样协调多个器官的“衰老节奏”,从根源上延缓整个机体的退化。

毕竟,艾农提到,他们之前的研究已表明,运动能让骨骼肌的甲基化模式变得更“年轻”。这暗示着,一种健康的生活方式,可能正是通过影响这张复杂的甲基化网络,让我们从内到外焕发青春。这张图谱,正是我们理解并最终驾驭这场生命交响曲的第一步。



研究团队
这项研究的作者团队是一个高度国际化的合作网络,其核心领导力量来自澳大利亚的两所顶尖大学。第一作者兼通讯作者尼尔·艾农(Nir Eynon)和共同第一作者麦克苏·雅克(Macsue Jacques)均隶属于澳大利亚莫纳什大学(Monash University)的澳大利亚再生医学研究所(Australian Regenerative Medicine Institute, ARMI)。

莫纳什大学是澳洲八大名校(Group of Eight)之一,其ARMI研究所专注于利用干细胞和再生生物学技术来理解并治疗与年龄相关的退行性疾病,这为本研究从“再生”视角切入衰老机制提供了深厚的学术土壤。

研究团队的另一位关键成员是史蒂夫·霍瓦特(Steve Horvath),他是表观遗传时钟领域的奠基人之一,目前任职于Altos Labs剑桥科学研究所。Altos Labs是一家专注于细胞重编程和抗衰老研究的前沿生物技术公司,由全球多位顶尖科学家组成,其背景为本研究提供了强大的理论支持和行业前沿视野。此外,团队中还有来自悉尼大学(The University of Sydney)、维多利亚大学(Victoria University)、迪肯大学(Deakin University)、诺和诺德(Novo Nordisk)(丹麦)、哈佛大学(Harvard University)、哥本哈根大学(University of Copenhagen)以及中国科学院上海营养与健康研究所的科学家。

这种横跨大洋洲、北美洲、欧洲和亚洲的“全明星”阵容,汇集了表观遗传学、运动科学、生物信息学和临床医学等多领域的专长,确保了这项宏大的元分析研究在数据整合、方法学和生物学解读上的权威性与全面性。