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随着年龄增长，我们越来越容易患上癌症、心脏病和痴呆等慢性疾病。长期以来，科学家们一直专注于逐一对抗这些疾病。然而，最近许多人开始思考是否可以延缓衰老过程本身。但要防止与年龄相关的身体变化，他们首先必须了解是什么触发了这些变化。
现在，在《科学》杂志发表的一项研究中，洛克菲勒大学的研究人员创建了迄今为止最全面的图谱，展示了衰老如何影响21种哺乳动物组织中的数千种细胞亚型。通过对32只不同年龄小鼠的近700万个单个细胞进行分析，研究团队确定了哪些细胞最容易受到衰老的影响以及导致其衰退的原因。
"我们的目标不仅是了解衰老过程中发生了什么变化，还要了解为什么会发生这些变化，"单细胞基因组学与种群动力学实验室负责人曹俊跃（Junyue Cao）表示。"通过绘制细胞和分子变化图谱，我们可以确定驱动衰老的因素。这为针对衰老过程本身的干预措施打开了大门。"
这项新研究最令人惊讶的发现之一是，许多与年龄相关的变化在器官之间是同步的，而且近一半的变化在雄性和雌性之间存在差异。
衰老的细胞普查
为了实现绘制整个身体衰老图谱所需的规模，由研究生陆子玉（Ziyu Lu）领导的曹俊跃团队优化了一种称为单细胞ATAC-seq的技术。该方法研究每个细胞中DNA的包装方式，以揭示哪些基因组区域是开放且可读的——这是细胞状态和功能的明显标志。研究人员将这种技术应用于32只小鼠（分别处于1个月（年轻成年）、5个月（中年）和21个月（老年）三个年龄阶段）的21个不同器官中的数百万个单个细胞。
"令人惊讶的是，整个图谱是由一名研究生完成的，"曹俊跃说。"大多数像这样的大型图谱需要由数十个实验室组成的大规模联盟，但我们的方法比其他方法高效得多。"
曹俊跃实验室确定了1800多种细胞亚型——包括许多以前从未表征过的稀有亚型。然后，他们追踪了每种细胞从年轻成年到中年再到老年的数量变化。
科学家们长期以来一直认为，衰老主要改变细胞的工作方式，而不是每种细胞类型的数量。但新的结果显示，约四分之一的细胞类型随着年龄增长显示出显著的人口数量变化。某些肌肉和肾细胞的数量随着年龄增长急剧下降，而免疫细胞则大幅增加。
"这个系统比我们意识到的要动态得多，"曹俊跃说。"其中一些变化出人意料地早开始。到五个月大时，一些细胞群体已经开始衰退。这告诉我们，衰老不仅仅是在生命后期发生的事情；它是持续发育过程的延续。"
他指出，更令人惊讶的是这些变化在远端器官之间的协调性。相同的细胞状态在不同组织中同时出现和衰退。这表明存在某些信号，例如在血液中循环的因子，协调着整个身体的这些变化。
研究团队还发现了显著的性别差异。约40%与衰老相关的变化在雄性和雌性之间存在显著差异。例如，雌性在衰老过程中显示出更广泛的免疫激活。
"这可能可以解释雌性自身免疫疾病患病率更高的原因，"曹俊跃推测。
迈向抗衰老治疗
除了追踪哪些细胞随着年龄增长而改变其数量外，研究团队还绘制了这些细胞类型中可读DNA区域随时间的变化图谱。在陆子玉和曹俊跃研究的130万个基因组区域中，约有30万个显示出与衰老相关的显著变化。其中1000个变化在许多不同细胞类型中都能看到，再次指向驱动整个身体衰老的共享生物程序。许多共享区域与免疫系统、炎症或干细胞维持有关。
"这挑战了衰老只是随机基因组衰退的观点，"曹俊跃说。"相反，我们看到特定的调控热点特别容易受到损伤，如果我们要了解驱动衰老过程的因素，这些正是我们应该研究的区域。"
通过将他们的数据与先前研究进行比较，曹俊跃团队发现称为细胞因子（Cytokines）的免疫信号分子可以触发许多与衰老中观察到的相同的细胞变化。曹俊跃推测，调节这些细胞因子的药物可能有助于减缓许多不同器官中协调的衰老过程。
"这真正是一个起点，"曹俊跃说。"我们已经确定了易受伤害的细胞类型和分子热点。现在的问题是我们是否可以开发针对这些特定衰老过程的干预措施。我们的实验室已经在着手下一步工作。"
完整图谱现已公开提供。
出版详情陆子玉等，《哺乳动物衰老中的全生物细胞动力学和表观基因组重塑》，《科学》(2026)。DOI: 10.1126/science.adw6273
期刊信息：《科学》
关键医学概念衰老 免疫系统 炎症 细胞因子
临床类别健康衰老 预防医学
提供机构：洛克菲勒大学
引用：《新图谱揭示衰老如何重塑整个哺乳动物体内的细胞》(2026年2月26日)
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