哈佛的“转录组时钟”是什么?估计老龄化和死亡率的新指标

2026年5月27日,一项关于衰老和死亡率的研究发表在《自然》杂志上。该研究由哈佛医学院和布莱根妇女医院的瓦迪姆·格雷迪舍夫(Vadim Gradyshev)领导的小组领导,亚历山大·蒂什科夫斯基(Alexander Tishkovsky)为第一作者。

研究小组分析了来自小鼠、大鼠、猕猴和人类超过 25 个组织的 11,000 多个转录组。结果表明,与年龄相关的基因表达变化在物种和细胞类型之间是保守的,并确定了哺乳动物之间共同的转录组特征。

作者利用这些数据开发了一种分子“时钟”,可以估计生物年龄和预期死亡率。鉴定出的生物标志物包括编码 p21 蛋白的 Cdkn1a。

从: 确定哺乳动物衰老和死亡的通用分子“时钟”(西班牙科学媒体中心)

【编辑部评论】

“测量”衰老的想法在过去十年中已经牢固确立。其中最著名的一个是“表观遗传时钟”,它通过 DNA 中化学标记(甲基化)的积累来测量年龄。哈佛医学院和布莱根妇女医院的瓦迪姆·格雷迪舍夫(Vadim Gradyshev)及其同事在《自然》杂志上发表的文章表明,他们试图从更深的分子水平重新考虑针点的机制。

关键词是“转录组”。这是指描述哪些基因当前正在发挥作用以及它们在细胞内发挥作用的 RNA 总量。如果 DNA 是蓝图本身,那么转录组就是“在田野中实际移动的线条”的记录。甲基化着眼于静态痕迹,而基因表达反映了细胞的持续行为,提供更接近功能的信息。

研究小组整合了四种哺乳动物(小鼠、大鼠、猕猴和人类)超过 25 个组织的 11,000 多个表达谱。这揭示了肝脏、肌肉和免疫细胞中的一组基因随着年龄的增长而发生相同的方向变化。跨物种和组织的共同性——这种“普遍性”是本文的核心。

我想指出的是,他们并没有将手表捆绑在一起。他们将炎症、能量产生和细胞外基质组织等生物过程分解为“模块”,并为每个模块分配自己的时钟。换句话说,这不仅仅是一个数字来说明“你看起来多大年纪?”“哪个过程加速衰老”现在可以单独阅读。这就是原因。这可能类似于健康检查分数从单一值演变为按项目细分的形象。需要说明的是,这里所说的“年龄”和“死亡风险”只是研究模型根据大量数据得出的统计估计,并不是对个体寿命的预测。

实际意义并不小。长期以来,临床实践缺乏客观衡量抗衰老和抗衰老治疗效果的标准。这次确定的生物标志物,例如 CDKN1A(编码 p21 蛋白)和 LGALS3,可能是候选者。如果有工具可以根据药物发现临床试验中的表达水平来追踪药物是否有效,那么长寿研究将很快进入可验证的阶段。

另一方面,你也不应该抱有过高的期望。正如作者自己所说,这些手表目前只是研究工具,而不是临床测试。由于相关性是基于观察数据,因此尚未确定基因表达的变化是衰老的“原因”还是“结果”。多位专家一致认为“因果关系尚未显现”这一事实应该冷静对待。

技术障碍也依然存在。 RNA 比 DNA 更脆弱,需要严格的处理方案。作为一项测试的广泛使用需要标准化、降低成本和在临床人群中进行前瞻性验证,并且需要相当长的时间来克服这些挑战。

让我在这里添加两个上下文。一是这个结果是日本的直接结果。该论文包括来自东北大学的研究人员,并得到了日本 AMED、JST 和武田科学基金会的资助。我认为重要的是要知道日本的基础研究涉及创建通用的老龄化指标。

另一个是这是因为长寿正在成为一个产业。这项研究得到了Hevolution基金会的资助,该基金会投入大量资金进行抗衰老研究,第一作者和通讯作者已在美国申请了相关专利。每个人都可以测量自己“生物年龄”的未来很有吸引力,但是与此同时,保险就业歧视、数字不确定引发的焦虑、商业服务过热等问题也随之出现。我认为有关法规和道德的讨论需要在技术成熟之前开始。

【术语解释】

转录组
指在给定时间在细胞或组织中转录的RNA总量。它是“哪些基因目前正在发挥作用以及作用程度”的副本,如果 DNA 是一张蓝图,那么这就是正在进行的工作的记录。

转录组时钟(衰老时钟)
一种根据基因表达模式估计生物年龄并预测死亡率的数学模型。这是本研究的核心成果。

表观遗传时钟
一种根据不改变碱基序列的化学修饰(例如 DNA 甲基化)的累积来估计年龄的方法。这是一个典型的老化时钟,在这项研究之前就已经使用了。

生物学的年齢
一种表示体内累积的生物衰退程度的衡量标准,而不是自出生以来经过的年数(实足年龄)。相信更能反映实际的健康状况。

CDKN1A(第21页)
编码 p21 蛋白的基因,在调节细胞衰老中发挥重要作用。它是本研究中确定的通用生物标志物之一。

LGALS3(半乳糖凝集素 3)
本研究中与 CDKN1A 一起鉴定的生物标志物。英国生物银行数据显示蛋白质水平与死亡率和多重发病率相关。

英国生物银行
英国大型生物数据库。它拥有大量的遗传和健康数据,在本研究中用于验证生物标志物。

[参考链接]

麻省布里格姆将军(外部)
美国的综合学术医疗系统,包括哈佛医学院的主要教学医院。领导这项研究的机构。

TACO(在线转录组年龄计算器)(外部)
研究团队发布的一个网络工具,可让您根据 RNA 数据估计组织样本的年龄。可用于非商业用途。

tAge(R 包/GitHub)(外部)
一个 R 包,用于根据基因表达预测生物年龄。出版用于非商业学术用途。

东北大学(外部)
作为共同研究人员参与这项研究的日本大学。这一成果涉及日本的基础研究。

Hevolution基金会(外部)
一个非营利基金会,为老龄化和健康寿命研究提供大规模资金。这是这项研究的资金来源之一。

英国生物银行(外部)
英国大型生物数据库的官方网站。它用于验证本研究中的生物标志物。

[参考文章]

基因表达“时钟”揭示了哺乳动物衰老和死亡的共同分子特征(麻省总医院布里格姆分校)(外部)
研究机构的官方新闻稿。我们展示了超过 11,000 个表达谱、超过 25 个组织和 4 个哺乳动物物种的规模,并解释了模块化时钟的发展。作者强调“这是一种研究工具,而不是临床测试”,并且还提到了东北大学和日本研究基金的参与。

哺乳动物衰老和死亡的普遍转录组学特征(Nature)(外部)
有关此案的主要信息。我们整合了来自 4 个哺乳动物物种和超过 25 个组织的 11,000 多个转录组,确定了包括 CDKN1A 和 LGALS3 在内的通用特征。我们报告说,这些与英国生物银行的死亡率和多重发病率相关,并且 TACO 和 tAge 已发表。

“通用”衰老时钟为长寿提供了新线索(《科学美国人》)(外部)
截至 2026 年 5 月的解释性文章。他们表示,他们分析了来自小鼠、大鼠、猴子和人体组织的 11,000 多个转录组。我们将通过引用通讯作者的声明“目前还没有可以延长人类寿命的干预措施”来介绍TACO工具的用途并说明其当前位置。

可以预测人类和动物衰老和死亡的测试(Scimex)(外部)
他介绍说,他分析了来自超过 25 个组织的 11,000 多个基因转录本。它甚至具体告诉我们表达变化的方向,衰老细胞中与衰老、炎症和凋亡相关的基因增加,而与伤口愈合、细胞分化和细胞外基质合成相关的基因减少。

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[编者后记]

从现在开始,可能有多种方式来回答“你多大了?”这个问题。这项研究可以说呈现了这些新尺度之一。

然而,能够创建一个秤和如何在日常生活中使用它是两件不同的事情。数字可以带来安慰或焦虑。在这里,我想仔细审视一下这些技术的轮廓,但不要夸大它们,也不要过度害怕它们。我希望这篇文章能为您提供一个思考“自我时间”的小机会。