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《自然》子刊:人老三个坎儿!科学家发现血液蛋白随年龄变化,34、60、78岁存在变化峰值,男女老得不...

大家还记得Tony Wyss-Coray这号人吗?

对,就是那个想通过研究血液“返老还童”的酷炫科学家。奇点糕简直是一看到Wyss-Coray教授的名字就突然兴奋了起来。

最近,这位“疯狂科学家”又有一篇大作发表在了《自然·医学》杂志上[1],其他两位通讯作者分别是Wyss-Coray在哈佛的同事Benoit Lehallier和阿尔伯特·爱因斯坦医学院的Nir Barzilai。这三位大佬的科学团队给四千多名18-95岁的成年人做了个血液蛋白质组分析,发现了蛋白随年龄变化的许多大秘密

值得注意的是,蛋白质水平虽然在一生中都是波动的,但在34、60和78岁的时候,会出现特别明显的变化。而男女平均寿命显著不同,蛋白质波动也是差别很大。研究者们还建立了一个机器学习模型,可以通过蛋白质水平来预测生理年龄。

图源 | pixabay

人类好像对血液情有独钟。

比较久远的那些血腥故事咱们今天就不讲了,光说进入21世纪之后,年轻血液中是不是真的有抗衰老成分这事儿,科学家们就来了好几拨反转。有的研究说,给年老小鼠输年轻的血液就能逆转衰老,甚至还发现了“抗老蛋白”,有的研究说,扯蛋。

至于到底行不行,奇点糕也说不好,等大佬们的后续实验。不过得承认,从科学的角度,血液中的蛋白质确实是一个很好的研究对象。

首先,蛋白质是大量细胞通路的直接调节因子,研究蛋白可以获得对很多细胞功能的直接了解;其次,血液流经全身,就算是不相邻的组织、器官,也能通过血液产生联系,可以说血液中囊括了来自全身各个部分的信息;最后,血液通过微创的方法就能够收集

在以前的一些研究中,科学家们已经发现,血液循环中的蛋白质能够影响多个组织和器官的再生能力。在人类的研究中,血液蛋白可以用来预测包括癌症、心衰、脑损伤在内的多种疾病

所以Wyss-Coray教授们的猜测完全合理:血液中一定蕴含着与衰老有关的新知识。

接下来的事情,咱们搞科学的人就都很熟悉了——测数据。

在这项研究中,研究者们从两个队列中获取了4263名成年人的血液样本,年龄从18-95岁,基本覆盖了所有年龄层和性别,测量的目标则是2925种蛋白质

把这些蛋白水平汇总一分析,研究者们发现,有1379种蛋白质的水平是会随着年龄波动的,而且在男女之间波动水平大不一样

我们知道,男女的平均寿命不一样嘛,女性比男性要更长寿一些。不过没想到的是,这一千多种蛋白里,竟然有895种都表现出了明显的性别差异!看来男女之别这条沟比我们想的还要崎岖呀。

蛋白波动随年龄和性别变化表现出了较大的差异

研究者尝试着把蛋白质水平变化的规律总结出来。他们发现,可以把蛋白质们按照变化规律大致分成8组,每组8-1415个蛋白质不等。从图片也可以看出来,大多数蛋白的波动水平都不是线性的。

从这些蛋白质的功能中也能看出一些很有意思的变化。比如说第六组里,参与神经元轴突引导的蛋白质水平一直比较稳定,在60岁之后有了突然的上升,这和人类衰老中的生理变化是能够对应上的。

蛋白质波动规律可以总结为不同的8组

如果把各个年龄段表达有差异的蛋白做个“叠加”,有趣的事情就出现了。你会发现,在34岁、60岁和78岁三个时间点上,蛋白质波动出现了峰值,而且这三个波峰的蛋白组成不尽相同,可见其中的生理变化应当也有很大差异。

接着往下看,奇点糕觉得老话说的人这一辈子有三个坎儿,说不定还真的有些科学道理。

蛋白波动有三个峰值

继续分析蛋白们的功能,可以发现,随着年龄的增长,很多生物通路都发生了显著的变化。比如说,年轻的时候很多参与结构的蛋白表达水平并不高,但到了中老年就会升高了;人到中年呢,有关激素、血液的通路就活跃起来了;等到老了,骨形态发生蛋白信号就显得很突出。

自然,研究者们也发现了这些波动的蛋白与一些疾病的关系,比如说中老年时期很多与心血管疾病相关的蛋白水平就会升高,这与55岁之后心脏病发病率的增加有关;而在年龄更大的阶段,就能够看到一些与阿尔茨海默病相关的蛋白。

这些发现在相关的队列研究中也得到了印证。

年龄与蛋白功能

那么反过来想,血液蛋白质的水平是不是能够用来预测年龄乃至健康水平呢?

当然可以啦!

通过机器学习建立的算法,只需要373种蛋白,就能够预测参与者的生理年龄了,而且与他们的实际年龄是基本相符的。其中也有一些差别比较大的特例,比如说来自LonGenity这个长寿队列的参与者,这些老人非常健康、身体指标比同龄人更好,他们的预测出的生理年龄也比实际年龄要小

此外,根据Wyss-Coray教授在采访中的说法,实际应用的时候我们并不需要373种蛋白这么多,只要9种蛋白,算法就能够顺利工作了,更多的蛋白只能有限地提升准确性。

可以通过血液蛋白预测生理年龄和健康状况

从个人角度,奇点糕觉得这项研究是很有意义的。衰老并不是一个单一事件,而是人体内成千上万种变化所交织成的一张大网,能够从一个更整体的角度来了解衰老,才是衰老研究真正该走的路。

不过这项技术真的走到应用,恐怕还得等上好几年。在等待的时间里,不如先来《医学趋势50讲》了解一下衰老到底是怎么回事儿,那些抗衰老方法真的靠谱。今天衰老章节全部更新完毕,一口气听完不能再爽啦!

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