预测死亡时间和评估生物学年龄的基因时钟

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预测死亡时间和评估生物学年龄的基因时钟

原创 Nature Portfolio 自然系列

2026年7月2日 23:40

原文作者：Heidi Ledford

这种基于基因活性的细胞衰老时钟，可能比此前的测量方法更灵敏。

一种基于基因活动的新“时钟”，或许可以用来测量人的生物学年龄。来源：Eduardo Parra/Europa Press via Getty

一种利用数千个体的基因活性数据校准的强大分子钟，能够预测啮齿动物、猕猴和人类的生物衰老进程，以及估测人类的死亡时间[1]。

近日《自然》发表的一篇论文，基于对4个物种（小鼠、大鼠、食蟹猕猴 Macaca fascucularis 和人类）中超过25种组织的基因活性分析，描述了这一时钟。尽管还不能作为医学应用，但对那些渴望了解何种药物或生活方式改变会缓解衰老多方面影响的生物学家，这一时钟未来可能大有裨益。

“即使想在小鼠中做实验，测试小鼠的寿命也要花很长时间。”英国伯明翰大学的生物学家João Pedro de Magalhães说，他研究衰老的遗传学，未参与此次研究。“如果能有一种方法能快速指示你的治疗是否有效，会有很大的好处。”

时钟滴答

通常我们以时间的稳步流逝来衡量年龄，但一个人细胞内的时钟会根据个体健康状况和环境而出现停顿、滞后或重启。近年来，研究者开发了多种分子钟来评估生物学年龄——身体随着时间推移出现的衰退。这些时钟基于不同的测量指标：代谢物的组成或血液中发现的蛋白质、大脑扫描，或是影响基因活性的DNA化学基团（甲基化）的存在。后者称为表观遗传学时钟，通常准确性较高且应用广泛。

但表观遗传学时钟很难解读，Magalhães说，因为人们不太了解导致甲基化改变背后的生物学机制。“我们知道它与实际年龄有关；我们知道它与死亡率有关。” Magalhães说，“但我们不太了解这个时钟究竟在测量什么。”

为了开发更明确的时钟，哈佛大学的衰老研究者Vadim Gladyshev和同事决定研究基因活性而非DNA化学标记。随着个体年龄增长而活性增强或减弱的基因，或可提供信息，探索衰老过程中可能有作用的生物学通路或过程。

于是，Gladyshev和同事基于11000个个体的基因活性，开发出了一种新的时钟，并整合了接受数十种遗传、饮食和药物干预的啮齿动物数据，其中一些干预已知会影响衰老和寿命。

共同模式

研究团队发现，在一个物种的不同组织和不同物种之间，有许多衰老的特征是共同的。“我们共享着基础的、保守的衰老相关改变。”研究共同作者、布莱根妇女医院（Brigham and Women’s Hospital）的计算生物学家Alexander Tyshkovskiy说。在人类当中，在一项大型心脏健康研究中，这些时钟还预测了参与者任何原因的死亡时间。

重要的是，这些时钟会因已知影响衰老和寿命的因素而加速或减速，例如暴露于γ射线、慢性疾病，以及将老年动物的循环系统与年轻动物相连。这意味着这些新时钟可能比表观遗传时钟更敏感——后者响应较慢，而且可能无法捕捉环境的影响，Tyshkovskiy说。

然而，和其他衰老时钟一样，研究者还不知道这些时钟捕捉到的变化是衰老的原因还是衰老造成的反应。“这仍然是此类研究中一个重要问题：是它们驱动了衰老，还是伴随它们发生？” Magalhães说。

同样不明确的是，这些时钟是否专门捕捉了衰老的信息，或是揭示出了个体整体健康的更广泛变化。“它们反映出了总体的生物损伤累积水平。” Tyshkovskiy说。

在这类时钟能应用于临床之前，还需要在多种人群和情境中进行检验。它们旨在应用于群体，无法预测个体的结局。

但研究者可能会欢迎这一新方法，Magalhães说。“这会是个宝贵的工具。到目前来说，它相当令人钦佩。”

参考文献：

1. Tyshkovskiy, A. et al. Nature https://doi.org/10.1038/s41586-026-10542-3 (2026).
   

原文以Gene clock predicts time to death in humans — and assesses ‘biological’ age标题发表在2026年5月27日《自然》的新闻版块上

©nature

Doi：10.1038/d41586-026-01661-y