我们如何客观地衡量自己的衰老程度?

 

身份证上的年龄显然无法完全反映身体的真实健康状况,一个更好的选择,或许是 DNA 上那些记录着我们生命历程的化学标记。事实也正是如此,为此,科学家们开发了“表观遗传时钟”,通过解读DNA标记,来评估我们的生物学年龄

 

但问题也随之而来,该领域一度陷入了“神仙打架”的混乱局面:面对同一种抗衰补剂,不同的时钟可能会给出截然相反的结论,有的说你年轻了5岁,有的却说你老了3岁。好吧……到底该信谁?有没有一个公认的、靠谱的标准?

 

别急,最近一篇发表在《GeroScience》上的文章,就试图为这场混战画上句号:它不仅打造了一个更可靠的新时钟,更是发现,我们“与生俱来”的衰老速度或许可以被量化,并预测未来的自然寿命。

 

在深入解读这篇备受瞩目的论文之前,派派想先和大家分享一个激动人心的消息。

 

在今年时光派第六届衰老干预论坛(9月20-21日)中,作为这项突破性研究背后的关键人物,“表观遗传时钟之父”Steve Horvath教授与在衰老生物学和比较基因组学领域享有盛誉的Vadim N. Gladyshev教授,将联袂出席,分享他们在该领域的最新洞见。

 

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好了,现在就让我们带着这份期待,先来一探这款新时钟的究竟吧!

 

 

                                                                                                                                  野蛮生长的烦恼

 

面对同一种抗衰老干预,不同的表观遗传时钟为何会给出相互矛盾的结论?其根源,恰恰在于这个新兴领域目前尚处“野蛮生长”阶段[2]。

图注:过去十年间,不同的研究团队为了不同的目标,开创了完全不同的时钟

 

虽然各路大神成绩斐然,但却因评判标准不一,为日后的种种矛盾悄悄埋下了种子:1、设计的异质性问题;2、对干预的反应迟钝问题。

 

先说设计的异质性,听起来有点学术,说白了就是每个时钟的设计思路各不相同。它们开发时喂的训练数据(健康人还是病人?)、选取的DNA位点,以及背后的统计算法,都存在本质差异。这就好比让经济学家和社会学家分析同一社会热点事件,视角不同,结论自然各异。

图注:设计不同,最终呈现出的时钟也不同

 

其二则是对干预的反应迟钝,比如多数早期时钟,让它们评估你几岁,可能还挺准,但要回答“这个药/干预手段让我变年轻了吗?”它们可能就招架不住。对于这些由抗衰干预引发的细微生物学变化,它们往往难以给出稳定、准确的反馈信号

图注:对于热量限制这项干预(CR组),PhenoAge和GrimAge没有检测到任何与对照组(AL组)有统计学差异的效果[3]

 

所以说,我们是有点本末倒置了?老是追求让时钟预测年龄精准,而忽视了它作为干预评估工具时更重要的“灵敏度”?毕竟,一个工具要是无法可靠地回答“什么能有效抗衰”,那它还有多大用处呢?

 

 

 

 

                                                                                                                          仅需两步,驯服所有时钟!

 

于是乎,科学家们也想通了:与其继续在这条路上内卷,创造更多更好的单一时钟,不如集现有众时钟之长,鼓捣一个更全面的“集成”时钟!

 

在整合所有时钟之前,必须先有一个权威的评判标准,这正是MethylGauge诞生的意义。它是一个标准化的“衰老干预基准库”,摒弃了简单的年龄序列数据,转而汇集了211个做过真实干预实验、且有明确生物学效果的数据。

图注:该基准库囊括了延缓衰老的干预手段(如热量限制、细胞重编程、运动、雷帕霉素等),也包含了加速衰老的严苛挑战(如早衰基因模型、高脂饮食、睡眠剥夺等),且每个实验的预期生物学效应均为已知

 

手握MethylGauge数据集,研究团队随即开发了新时钟—EnsembleAge,它有两个版本:

 

No.1

Pro Max版—EnsembleAge.Dynamic

 

这是最核心的版本,它是一个会“思考”的钟,在评估新的干预措施时,它会自动筛选出对这类干预响应最强的时钟模型,然后仅采纳这些最敏感模型的预测结果,取其中位数作为最终输出。

 

图注:动态自适应系统将传统时钟(上图)对干预的微弱信号,转化为能放大年轻化(紫)和压力(蓝)效果的集成模型(下图),实现精准评估

 

No.2

标准版—EnsembleAge.Static

 

考虑到动态版可能计算太复杂,研究者还贴心地开发了“静态版”。它是一个已经训练好的单一模型,能预测出动态版的复杂计算结果。简洁又高效,非常适合大批量样本的初步筛选。

图注:Y轴(静态版)能够非常好地拟合和预测X轴(动态版)的结果

 

总之,EnsembleAge的核心思想就一条:价值,是在统一的基准上被证明的,而不是自己说的。这样既保证了评估结果的稳定可靠,也解决了旧时钟面对干预时“各说各话、结论混乱”的难题。接下来就看看,基于MethylGauge这个强大的平台,EnsembleAge究竟交出了怎样的答卷?

 

 

 

 

                                                                                                                                           全能表现?!

                                                                                                     预测自然寿命 

EnsembleAge 这次最秀的操作之一,就是它成功预测了小鼠的自然寿命。

 

这可不是件轻松事,一直以来,预测一个健康个体的自然寿命,都被视为表观遗传时钟难以逾越的挑战。主要是因为,许多时钟的设计初衷,就是为了“对表”,让预测年龄与实际年龄尽可能一致,或者预测短期健康风险,而非预测一个健康个体的自然终点。

 

结果表明,仅通过分析小鼠在生命早期(出生后仅20天)的样本,EnsembleAge便能计算出其与生俱来的衰老速率,而且,它还与小鼠未来的自然寿命长度呈现出高度的负相关。

 

换句话说,那些天生老得快的小鼠,也注定会更早地走向终点。

 

精准识别微弱生物信号

除了预测远期自然寿命,EnsembleAge 在评估短期、细微变化时,同样是专治各种不服!

 

无论是在遗传性神经退行性疾病的亨廷顿病模型中(许多传统时钟难以检测到其促衰效应),还是在雷帕霉素干预下(许多时钟无法确认其逆龄效果),EnsembleAge均能清晰地识别出其明显的促衰/逆龄效应

 

图注:这是EnsembleAge的“集体决策”过程,其中每个彩色柱代表一个时钟模型的判断。在亨廷顿病模型中(左图),多个时钟检测到衰老加速,柱子向外,而在雷帕霉素干预下(右图),多个时钟则检测到年轻化效应,柱子向内

 

 打通物种壁垒 

这就完了?没有!为了打通从“小鼠实验”到“人类应用”这最关键的一环,团队还开发了人鼠通用版EnsembleAge,它能通过分析两个物种间保守的DNA甲基化位点,给两边的衰老评估定了同一个标准,进而加速抗衰研究的临床转化。

 

图注:无论是综合响应能力(左),还是针对年轻化(中)或压力(右)的响应效率,EnsembleAge家族都全面领先,即使是人鼠通用版(红框)也表现优异

 

到这儿,EnsembleAge 作为一款顶尖科学工具到底有多牛,派派已经说的够明白了。但是!如果我们往深了扒一扒,探究一下它诞生的背景,你就会发现,这事儿可不只是一次单纯的科学突破那么简单,其背后藏着相当清晰的产业战略意图!

 

这篇论文的核心作者,几乎都来自同一家近年来声名鹊起的公司——Altos Labs。

图注:公司内部工作环境

 

 

 

                                                                                                                                       不止时钟

 

Altos Labs并非一家普通的初创公司。它由俄罗斯富豪Yuri Milner发起,其投资者中还包括亚马逊创始人杰夫·贝索斯,公司在成立初期便宣布获得了30亿美元的融资承诺,这一规模在当时的生物技术初创公司中极为罕见。

 

其团队更是星光熠熠,堪称“诺奖天团”,包括重编程技术之父山中伸弥、基因编辑先驱詹妮弗·杜德纳等。可以说,它几乎集结了这个星球上最豪华的科研阵容和最充裕的启动资本之一。

 

理解了这些,我们再来看Altos Labs的核心科研方向—表观遗传重编程(即利用“山中因子”这些技术逆转衰老细胞),而要证明这项技术的有效性,一个高度可靠的评估工具必不可少,没错,EnsembleAge!它不仅是科学工具,更是其商业闭环的关键。

 

图注:Altos的估值甚至短短三年内从15亿美元飙升至近88亿美元,成为资本市场上备受瞩目的抗衰第一股

 

但即便如此,前路依然充满挑战。

 

比如说建立人类版的MethylGauge(就是前文提到的那个基于小鼠的数据集),尽管“人鼠通用版”时钟是巨大进步,但要想最终服务于人类,就必须建立一个同等质量的人类干预数据库,而这需要极其昂贵和漫长的临床试验来支撑。

 

另一个挑战,是如何从精准测量迈向精准指导。未来的衰老时钟,不应仅仅满足于报告一个生物学年龄数值,而是能够说:“你的衰老主要体现在XX器官的XX通路上,建议通过XX方式进行精准干预。”

 

目前EnsembleAge已经开了个好头,但这背后还需更庞大的多组学数据和更复杂的算法来支持。

 

 

这既是挑战,也是机遇所在,我们距离真正的“精准抗衰”时代,可能已经非常近了。

 

 

时光派总结

 

看完本文,你是否还有疑问?想深入理解EnsembleAge时钟的构建细节与算法核心?或者说想探究这些表观遗传变化背后,更深层次的衰老生物学原理?

 

别急,答案就在眼前!本文的两位作者,在衰老研究领域享有盛誉的Steve Horvath教授与哈佛大学的Vadim N. Gladyshev教授,都将作为重磅嘉宾,在2025年9月20~21日,出席时光派第六届衰老干预论坛,为大家带来各自领域的精彩演讲!

 

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