AI辅助技术实现衰老细胞精准追踪
一项结合高分辨率成像与人工智能的创新技术,成功实现了对损伤、衰老或疾病导致的细胞衰老状态的实时追踪。研究证实这类细胞在伤口修复及癌症、心脏病等衰老相关疾病中具有关键作用,为组织再生机制研究开辟新路径。
纽约大学朗格尼医学中心骨科外科团队主导的研究,通过化学物质梯度诱导建立细胞衰老模型,运用机器学习系统分析细胞核形态特征。研究显示衰老细胞核呈现显著扩张、致密核心区域增多、形态不规则等特征,且染色质着色变浅。这些形态学变化与细胞周期停滞、DNA损伤及溶酶体积累等经典衰老标志高度吻合。
研究人员构建的核形态计量管线(NMP)整合多项核特征,生成-20至+20的量化评分系统。实验验证显示:
- 年轻(3月龄)与衰老(24月龄)小鼠细胞NMP评分差异显著
- 肌肉损伤修复过程中可动态追踪间充质干细胞、内皮细胞等五类细胞的衰老状态
- 骨关节炎模型中衰老软骨细胞占比达年轻组的10倍
"我们的技术突破在于建立了通用性衰老评估体系。"项目负责人Michael Wosczyna博士指出,"NMP系统不仅适用于不同年龄和组织类型的细胞研究,还能评估抗衰老药物的疗效。"该技术已申请专利,研究团队计划推进人类组织样本验证。
技术优势体现在:
- 采用常规核染色法,降低技术门槛
- 实现多维度定量分析,替代传统生物标志物检测
- 支持跨疾病模型的衰老动态研究
项目获得美国国立卫生研究院R01AG053438基金支持。研究团队包括纽约大学坦登工程学院的Sahil Mapkar等联合首席研究员。作为技术共享计划的一部分,研究团队将开放提供NMP分析工具。
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