衰老是生命科學領(lǐng)域中一個復雜且尚未完全解開的謎題,涉及多器官和多重生物學層級。中國科學家最近在這一領(lǐng)域取得了進展,為理解衰老機制提供了新的見解。
北京時間7月25日,中國科學院動物研究所劉光慧研究員、國家生物信息中心張維綺研究員、中國科學院動物研究所曲靜研究員與四川大學華西醫(yī)院楊家印教授合作團隊在國際學術(shù)期刊《細胞》上發(fā)表了研究成果。研究團隊首次結(jié)合超高靈敏度質(zhì)譜技術(shù)和機器學習算法,構(gòu)建了跨越人類50年生命周期的蛋白質(zhì)組衰老圖譜,涵蓋七大生理系統(tǒng)和13種關(guān)鍵組織。研究揭示了蛋白質(zhì)信息流紊亂是器官衰老的核心特征之一,并確定血管系統(tǒng)為衰老進程中的“先鋒組織”。衰老的血管系統(tǒng)發(fā)揮著“衰老樞紐”的調(diào)控功能,驅(qū)動并放大全身多器官的系統(tǒng)性衰老進程。
研究還利用前沿的人工智能算法構(gòu)建了覆蓋13種人類組織的特異性“蛋白質(zhì)組衰老時鐘”。結(jié)果顯示,30歲左右是衰老軌跡的初始分水嶺,腎上腺組織率先呈現(xiàn)衰老特征,提示內(nèi)分泌穩(wěn)態(tài)失衡可能是早期驅(qū)動力。同期主動脈也出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)偏移,進一步證實其作為“衰老哨兵”的地位。45歲至55歲被認為是衰老進程的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點,在此階段絕大多數(shù)器官的蛋白質(zhì)組經(jīng)歷顯著變化,差異表達蛋白激增,標志著多器官系統(tǒng)性衰老的重要生物學轉(zhuǎn)變窗口。
該研究整合了蛋白質(zhì)組大數(shù)據(jù)、人工智能建模與多維度功能驗證,提出了蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)失衡-血管衰老樞紐模型,為系統(tǒng)性衰老機制提供了新范式。未來,研究團隊將依托生命周期蛋白衰老圖譜,深入挖掘關(guān)鍵驅(qū)動因子,推進無創(chuàng)衰老標志物檢測與器官時鐘臨床應用,以期精準重塑蛋白穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡,延長健康壽命,為下一代衰老干預奠定理論基礎。
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