在《Nature aging》庆祝成立五周年之际,该杂志邀请一些早期为该杂志做出贡献的研究人员反思老龄化和与年龄相关的疾病研究的过去和未来,该领域对人类健康的影响,以及需要应对哪些挑战以确保持续进展。
其中 4位中国科学家包括郁金泰(Jin-Tai Yu)、叶玉如(Nancy Y. IP)、刘光慧(Guang-Hui Liu)和韩敬东(Jing-Dong J. Han)凭借深厚研究积淀,贡献了极具价值的智慧与洞见。郁金泰老师作为神经科学及阿尔茨海默病(AD)领域的资深专家,聚焦高通量蛋白质组学在衰老研究中的核心应用,其研究揭示蛋白质组是生物年龄的 “动态信号”—— 不仅能精准量化衰老程度、提前预判包括 AD 在内的数百种疾病风险,更创新性地将衰老重构为器官间 “动态对话” 的系统级过程。这一发现为 AD 等神经退行性疾病的机制解析提供了关键思路:大幅加速了从基础研究到 AD 等疾病临床干预的转化进程。
我们挑选了四个生物科学相关的topic和代表性回答,我们一起来看看各个领域专家的思考吧!
Topic01:过去的5到10年里,衰老或与年龄相关的疾病研究是否有一个进步改变了你对这个领域的看法,为什么?
甲基化时钟
Steve Horvath
甲基化时钟领域奠基人与标杆人物
认为表观基因组编码了所有哺乳动物物种中关于时间、寿命和发展节奏的深刻、高度保守的信息。简言之,表观基因组保守调控发育过程及衰老过程。他将DNA甲基化时钟比作哺乳动物老化生物学的软件层,表示衰老既不是完全随机也不是完全可编程,而是保守的发育程序和环境输入之间的动态相互作用。
Vera Gorbunova
长寿动物甲基化与基因组稳定性应用转化
则在应用层面表示,甲基化时钟的发明,使得量化衰老成为可能,为临床试验和测试抗衰老干预措施开辟了道路。
David A. Sinclair
国际抗衰老研究领域的标志性学者
则表示DNA甲基化改变跟踪时间年龄的发现对我来说是变革性的。不仅提供第一个定量老化的时钟,而且为衰老信息论提供支持。衰老信息论认为,细胞保留了年轻表观遗传信息的备份副本,表观遗传漂移是衰老的主要驱动因素。通过整合多个研究表明表观基因组保留了可恢复的年轻信息,并且衰老原则上是安全可逆的。
衰老生物标志物
Daniel W. Belsky
流行病学与衰老研究专家
指出,在衰老标志物领域,这几年最重要的进展有两方面1)衰老标志物联盟(BoAC)的成立,该联盟开始组织和协调世界顶级实验室的努力,以最终建立一个能够取得真正进展的领域;2)在针对衰老生物学和与衰老相关功能下降的干预措施的随机临床试验中测试衰老生物标志物的研究。在这两种情况下,我们都看到出现了标准,要求新的生物标志物对该领域取得真正进展负责。
Jin-Tai Yu
国际神经退行性疾病领域的顶尖学者
认为最具变革性的进步源于应用高通量蛋白质组学来测量生物体液或组织样本中的数千种蛋白质。因为蛋白质组是生物年龄的丰富、定量的特征,在预测死亡率、虚弱和特定年龄相关疾病的发病方面往往优于其他生物标志物。与遗传风险评分不同,蛋白质水平直接指向失调的途径,这些途径可以作为治疗目标,在生物标志物和潜在机制之间提供直接联系,并极大地加速从基本发现到临床干预的转化。
Tony Wyss-Coray
国际神经科学与神经退行性疾病领域的顶尖学者
认为衰老是可量化的,干预措施可以减缓和逆转衰老的各个方面。他们首次开始为寿命和功能测量提供分子解释,这使人们认识到,生物体内的细胞、器官和系统可以有不同的衰老轨迹,一个物种中的个体——即使基因相同——在这些生物体单元中也可以有不同的生物年龄。
免疫与代谢
Michal Schwartz
神经免疫学与中枢神经系统免疫调控领域的开创者之一
认为,理解衰老和相关疾病重要的范式转变就是大脑与免疫系统的相互作用。目前,核心问题不再是免疫系统是否与大脑进行交叉对话,而是如何利用这种交流来促进大脑健康和复原力。这种概念转变改变了我们对大脑的理解,它不是一个完全与系统循环隔绝的免疫特权器官,而是与外周免疫机制保持动态双向通信的器官。
David Furman
衰老生物学与系统免疫学领域的核心学者
真正改变我对衰老的思考方式的进步是部分细胞重新编程。多年来,我们一直认为衰老是不可避免的,但部分重新编程表明,细胞承载着一种青春的“记忆”——如果我们以正确的方式推动系统,它们可以返回蓝图。突然间,衰老看起来不像是不可逆转的衰退,而更像是身体在某些调节回路失去平衡时转变为一种状态。这对科学和医学来说都是一个深刻的转变。
Michal Schwartz
国际衰老生物学与表观遗传学领域的顶尖学者
最具变革性的进步是意识到免疫衰老不仅仅是衰老的一个组成部分,而是整个过程的核心编排器。单细胞免疫图集、不确定潜力的克隆造血生物学、炎症特征和免疫老化时钟表明,免疫功能障碍早期出现,并推动多个系统的衰退。同样,免疫系统的原发性突变可以驱动非免疫组织的衰老。这重新将衰老重新定义为失去复原力的问题,至少部分植根于免疫失调。
多组学与AI
Maxim N. Artyomov
免疫代谢与系统生物学国际顶尖学者
认为单细胞RNA测序为人类组织的复杂性打开了一个前所未有的窗口,使我们能够开始破译单个细胞如何相互作用并集体塑造衰老过程。突出的是,在健康衰老过程中,组织和生物体的显著坚固性。虽然衰老容易患上许多疾病,但生理上的衰老本身——在不受病理负担的时候——似乎更像是一个适应性过程,而不是简单的恶化。
Keenan A. Walker
老年流行病学与阿尔茨海默病健康不平等领域的核心学者
认为高维数据(omics)阐明了许多与年龄相关的疾病所产生的生物异质性,包括阿尔茨海默病和身体虚弱。这挑战了该领域如何思考这些疾病所包含的病理生理学以及治疗方案。通过继续接受这种复杂性,理解和量化异质性,并将这种理解转化为疾病预防和干预的个性化方法,我预计该领域将在改变衰老和与年龄相关的疾病的进程方面取得更大的成功。
Anne Brunet
国际衰老表观遗传学与神经退行性疾病领域的顶尖学者
在过去的5-10年里,有这么多令人兴奋的进步!很难选择,但我认为高维技术、机器学习和人工智能(AI)的进步确实改变了老龄化领域,允许定量和预测性测量。这种不偏不倚的方法可用于早期预测干预措施的效果,并确定新的“长寿”策略。这些不偏不倚的方法也提出了关于复原力和复兴的全新问题。
诊断和干预
Linda P. Fried
老年衰弱综合征、健康老龄化、老年人群公共卫生干预,是该领域的奠基性人物之一
过去5—10年针对老年人健康或健康长寿的一大进步是我们知道健康在每个年龄段都是可塑的,包括老年;预防和健康促进既有效又是一项至关重要的投资,在生命的每个年龄段和最年代创造积极的健康未来。我们要有社区教育和公共卫生支持,优化和预防健康状况不佳可以防止不良后果。
Steve N. Austad
国际衰老生物学与长寿进化领域的顶尖学者
发现,很大一部分延长干预措施,无论是药物还是基因改变,都具有特定于性别的影响。没有人怀疑会是这种情况——特别是在小鼠中,它们的寿命没有一致的性别差异。理解这些性别差异,现在对我来说是该领域的主要目标之一。如果我们能让男人和女人一样长,让女人和男人一样保持功能健康,我们将为该领域做出巨大的服务。
Nancy Y. Ip
国际顶尖神经生物学家
一个重大进步是基于血液的生物标志物的开发。通过简单的抽血,我们现在可以检测与阿尔茨海默病、其他神经退行性疾病和血管损伤相关的信号,同时跟踪淀粉样蛋白、tau、神经炎症和神经退化等相关途径。随着我们继续探索这些生物标志物,我预计在确定新的可操作的治疗靶点、实现更精确的患者分层以及推进阿尔茨海默病等复杂年龄相关疾病的精准医学方法方面将取得重大进展。最终,这种转变将有助于根据个人需求定制干预措施,并推动预防和治疗的变革性改进。
Topic05我们应该如何平衡大型、协作团队的科学努力与各个实验室的重点和敏捷性来推动研究向前发展?老龄化研究应该有更多的大团队科学吗?
Jing-Dong J. Han
国际衰老生物学与系统医学领域的顶尖学者
认为平衡的、基于生态系统的方法代表了现代科学进步最有效的模式。大规模、大团队科学对于生成作为社区基础资源的庞大、标准化的数据集和共享平台是不可或缺的。相反,对详细分子机制的重点探索和专业计算模型的开发往往在单个小型实验室的敏捷、假设驱动的环境中蓬勃发展。这种协同分工利用了每个研究结构的独特优势,并确保了科学发现的广度和深度。
Guang-Hui Liu
国际衰老生物学与细胞重编程领域的顶尖学者
认为两种模式都是必不可少的。各个实验室通过敏捷性和机械深度来推动创新。与此同时,大型财团,如我们参与的老龄化生物标志物联盟,为应对生物标志物标准化和大型临床试验等复杂挑战提供了所需的规模和多样性。我们相信,老龄化研究将受益于组织更良好的团队科学,只要它保留了个人调查员的创作自由。资金结构应支持这两种方法:探索性科学的自下而上的赠款和竞争前财团项目的专用项目。
Charlotte E. Teunissen
国际阿尔茨海默病生物标志物领域的权威学者
指出,由大型团队努力生成的重要新数据集已经可用,如英国生物库和GNPC。由于个人数量众多(英国生物库的基于人口的老龄化个体和GNPC的病例),这些数据集提供了相关的见解。然而,存在一些局限性,例如正式临床诊断的有限策划、亚队列的异质性和样本量大,由于规模有限,可能会导致显著结果——但结果可能是假阳性或没有意义。因此,我们需要共同制定研究设计规则,例如制定假设并为该假设提供生物学依据。在我看来,尽管这些数据库是该领域的宝贵资源,但它们只应用于验证在更精心策划的数据集中生成的有根据的假设。
Topic06您认为关于衰老和与年龄相关的疾病的研究在现在和未来对临床护理和公共卫生影响最大的地方是什么?
Tony Wyss-Coray
大多数疾病以与年龄密切相关的方式发展。这不仅适用于与年龄相关的经典疾病,也适用于传染病甚至常染色体显性遗传性疾病。在几乎所有情况下,疾病轨迹都是由个人的年龄或与发病机制相关的生物途径与年龄相关的重塑所塑造的。然而,临床决策中基本上没有按时间顺序排列的年龄,当然还有生物年龄。这种差距的存在部分是因为我们缺乏被广泛接受的生物年龄的定量措施和框架来估计衰老过程对疾病风险和进展的贡献。我认为,衰老生物标志物的开发、记录细胞、组织和器官年龄的分子读出,以及它们在大型、多样化的人类队列中的校准,将从根本上改变医疗保健。我设想的未来,从早期开始,个体就受到常规监测,以检查器官系统老化轨迹的偏差。目标是积极主动的干预:在疾病出现之前,在细胞和器官层面识别和减缓加速衰老。医学已经展示了这种范式的力量:对血压和胆固醇的常规监测大大减轻了高血压和心血管疾病的负担。衰老生物学将把这种预防框架扩展到更多的器官、组织和疾病,并最终将医学从反应性治疗转变为生物功能的真正终身维持。
Eiji Hara
国际细胞自噬与衰老生物学领域的顶尖学者
指出,我看到几个领域有重大影响:第一,针对痴呆症和阿尔茨海默病等破坏性疾病制定干预措施;第二,预防老年人的虚弱并保持功能独立性,这直接影响生活质量;第三,解决多发性疾病,随着人口老龄化变得越来越普遍。在公共卫生领域,了解衰老机制将使更有效的预防策略成为可能,并有助于将发病率压缩到生命末期的更短的时期。虽然这些进步需要时间,但我相信它们最终会实现,并改变我们为老年人口提供医疗保健的方式。
Linda Partridge
国际衰老进化生物学与分子机制领域的顶尖学者
认为普遍的全球都在转向对老龄化的损害采取更预防的方法。也出现了从只关注与年龄有关的疾病转向世界卫生组织(世卫组织)定义的功能能力的想法。在这些背景下,对衰老生物学的理解有很多东西可以提供,在使用生物标志物来检测个人沿着损害和病理的路径的移动,以及实施量身定制的干预措施方面。地球科学还有可能提供更广泛的公共卫生干预措施,包括他汀类药物或降低血压的药物。
Nir Barzilai
国际长寿遗传与抗衰老临床转化领域的顶尖学者
认为,首先,随着生物标志物的发展,生物标志物不仅反映了你的生物年龄,而且在短时间内也会随着干预而改变。卫生高级研究项目机构(ARPA-H)目前正在研究这个问题。这将开辟从生物学到遗传学的领域,并允许在类似第二阶段的研究中测试药物,为长寿医学的实践提供急需的证据。
Juan Carlos Izpisua Belmonte
顶尖发育生物学家与再生医学专家
指出,随着全球人口老龄化,将生物学见解引入临床实践变得越来越重要。衰老研究表明,许多慢性疾病共享上游机制,这些过程通过系统性交流跨组织发挥作用。针对此类途径有助于同时解决几种疾病,并将医学从管理衰退转变为保持功能。在短期内,生物标志物和生物年龄措施的改进可以更早地检测风险,更量身定制预防,更好地监测干预措施。随着时间的推移,将这些工具引入常规护理可以帮助临床医生在恢复能力丧失之前采取行动。更广泛的机会在于围绕系统性生物学塑造医疗保健,测量跨组织的复原力,在组织减弱时支持它,并在可能的情况下恢复它。如果成功,这可以帮助人们保持更长时间的独立和能力,并使社会从反应性护理转向预防性护理。
David Furman
衰老生物学与系统免疫学领域的核心学者
指出,在不久的将来,我看到两个领域改变了临床实践:(1)量化慢性炎症、免疫失调和生物衰老的基于炎症和免疫的风险预测工具将使临床医生在疾病出现前几年检测风险;以及(2)恢复复原力的个性化干预,而不仅仅是控制症状。当我们了解暴露体如何塑造免疫老化(通过感染、污染物、压力、睡眠和生活方式)时,我们将设计有针对性的多模式干预措施,以提高全身复原力。这包括精确免疫调节剂、代谢疗法、微生物组方法和生活方式计划,这些计划由生物老化数据而不是人口平均值提供信息。展望未来,类器官模型和部分重新编程将为我们提供测试恢复活力策略并最终恢复特定组织功能的安全方法。
Topic10未来 5-10 年的发展方向?
Juan Carlos Izpisua Belmonte
在未来十年,我预计老化研究将从描述衰退转向恢复功能。高分辨率的人类数据集,从单细胞和空间地图到纵向研究,将更清楚地了解组织老化是如何进展的。与此同时,系统生物学将变得更加重要,器官间通信和循环信号是关键的治疗切入点。在临床上,生物年龄措施将有助于个性化预防,并允许更早的干预。从长远来看,我希望这些发展将重塑医学,并将重点从管理晚期病理转移到保持生物复原力,使我们所有人都能保持活跃,并充分参与我们的家庭、社区和愿望。
Steve Horvath
在未来10年里,我预计该领域将决定性地从测量衰老转变为调节人类衰老。我希望表观遗传学时钟将继续成熟,成为评估个人干预甚至人口规模干预的工具。我希望老龄化领域能够发现安全、耐受性好的干预措施,这些干预措施能够使多个人体器官系统恢复活力。我们从基于GLP1的疗法中看到的一些早期信号令人鼓舞,但它们只是个开始。随着多组学数据集、人工智能模型和因果生物标志物的融合,我认为我们将转向理性的机制引导的复兴策略。
Bérénice A. Benayoun
表观遗传与衰老生物学教授
在未来十年,我认为我们领域的未来将是精确的老年科学——了解什么塑造了衰老轨迹,以及哪些杠杆可以采取行动来促进长期健康,这不仅基于私人独特的遗传变异,还基于我们刚刚开始理解的其他重要因素,如生物性别、环境约束(例如城市化和污染)、社会驱动因素(例如,人际互动或宠物所有权)和生命史(例如,怀孕和哺乳以及为人)。衰老是一个多个因素交叉的综合过程,其中一些是可变的,有些是不可变的。我们领域的未来在于了解这些因素如何塑造个人衰老轨迹,这将为我们提供独特的手柄,以个性化我们的方法,以减轻衰老对健康的有害影响。
Ming Xu
神经衰老与表观遗传学专家
在未来5到10年里,我预计老龄化研究领域将在这三个方向上取得令人难以置信的进展。(1)我预计,老年科学干预措施的大规模人体临床试验将大幅增加,这些干预措施测试各种溶脂剂、二甲双胍、拉帕霉素类似物和许多其他药物,这些试验将严格评估这些干预措施的安全性和有效性,其主要目标是延缓多发性疾病并延长人类健康寿命。(2)单细胞和空间组学技术将使我们能够揭示衰老的细胞和组织特异性。我们将创建详细的地图集,显示不同细胞类型如何在各个器官中老化,并确定与年龄相关的功能障碍的新驱动人群。这些见解将加速新一代精确生物标志物的开发,这些生物标志物可以预测生物年龄和特定衰老脆弱性。(3)人工智能将成为老化研究不可或缺的工具。人工智能和机器学习模型将用于了解多组学数据的复杂性,识别新的衰老目标并设计个性化疗法。此外,人工智能将创建各种预测模型,根据个人独特的生物标志物特征来估计个人的衰老速度并预测未来的健康风险。
总结:未来十年精准抗衰老疗法可能进入临床,AI可能会成为核心工具,并且更关注 “全身协调衰老”,不再只盯着单个器官或单个疾病,细胞重编程、基因疗法可能落地,因此有望实现 “全身年轻化”。另,文中还涉及另外6个topics,包括从实验室到人类应用;进步与鸿沟;跨学科合作很重要;最需要的共享资源;希望改变的政策(加速研究);如何让公众信任衰老科学;给新入行研究者的建议等内容,有兴趣的可进一步下载文档查看。
参考文献:
Ambrosio, F., Artyomov, M.N., Austad, S.N. et al. Past, present and future perspectives on the science of aging. Nat Aging 6, 6–22 (2026). https://doi.org/10.1038/s43587-025-01046-2
文案:付丹丹
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