衰老的第一幕是消失

衰老宣告自己的方式不是损伤,而是缺席。早在任何疾病或症状出现之前,身体就开始悄悄失去特定的细胞:肌腱细胞、肾细胞、维持肌肉的干细胞。洛克菲勒大学曹俊越实验室绘制的两份图谱,基于超过2000万个小鼠细胞构建,显示这种消失遵循着一种在不同个体之间可重复的顺序。同样的细胞类型在同样的年龄消失,之后同样的免疫细胞群体扩增。如果衰老是随机磨损,模式每次都会不同。但它没有不同,而这种可重复性,正是对一个古老且充满争议的观念迄今最有力的证据:衰老与其说是一种崩溃,不如说是一个程序。

第一份图谱名为PanSci,于2025年1月发表在《科学》杂志上。它刻画了超过2000万个单细胞核的基因活性,这些细胞核来自623份组织样本,涵盖13个器官外加大脑;样本取自性别均衡的野生型小鼠,月龄为6、12和23个月,另有免疫缺陷品系在3和16个月时取样。团队识别出239种器官特异的主要细胞类型,外加大脑中的31种,以及3,925个更精细的亚群。实验室开发了一种低成本组合标记技术EasySci,仅凭一名研究生就产出了全部数据集,这种规模的工作通常需要一个联合体才能完成。

这次普查揭示的并非逐渐衰退,而是两个截然不同的阶段。第一阶段大致覆盖小鼠3至12月龄,表现为耗竭。3至6个月之间,损失集中在代谢和结构细胞上:棕色脂肪细胞、快肌纤维的细胞核和肌腱细胞。6至12个月之间,损失扩大到全身的维护细胞群:初始T细胞、肠道巨噬细胞、更多的肌腱细胞、包裹血管的细胞,以及肾脏和肠道中的多种上皮细胞群。第二阶段始于12个月左右,方向发生逆转。身体不再失去细胞,而是开始让它们扩增,扩增以免疫系统为主导:细胞毒性T细胞、γδ T细胞、浆细胞,以及作者所称的衰老相关B细胞。16个月左右的最后一波扩增加入了巡逻单核细胞和更多的衰老相关B细胞。在全部数据集中,174个亚群发生扩增,56个亚群被耗竭,两个阶段在时间上几乎没有重叠。

曹俊越将这些小鼠阶段对应到人类的各个年龄段:最初的损失发生在二十多岁和三十多岁,维护细胞的耗竭发生在三十多岁和四十多岁,转向免疫扩增大约在40至50岁,衰老免疫群体的充分发展则在五十多岁后期及更晚。第二份图谱于2026年2月发表在《科学》杂志上,团队分析了染色质可及性,也就是决定每个细胞能读取哪些基因的DNA物理包装方式,覆盖21个小鼠组织中的超过1000万个细胞。他们解析出536种主要细胞类型和1,828个亚型,并发现一些最剧烈的变化发生得很早:肌肉卫星细胞、肌腱细胞和骨髓中的免疫祖细胞在1至5月龄之间数量减少一半以上,这一阶段相当于小鼠的青年期。这些正是身体日后自我修复最需要的细胞,而它们最先消失。

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染色质数据为“有序”提供了最强有力的论据。在团队能够测量的1,341,077个调控区域中,有279,401个随年龄发生变化,而且相同区域在不同小鼠中的变化方向一致,包括特定基因周围明确的缺失与增益。各器官的变化彼此同步,这提示存在系统性信号,而非各器官独立衰退。如果衰老是随机的分子损伤,受影响区域会在不同小鼠之间各不相同。但模式一再重复,这正是曹俊越把衰老描述为身体细胞群落由协调信号驱动而发生重塑的原因,而分泌型免疫分子细胞因子是指挥角色的首要候选者。

同一份图谱还量化了衰老研究长期以来低估的一个维度:性别。约40%与衰老相关的细胞群体变化在雄性和雌性之间存在差异,数万个染色质区域只在一种性别中发生改变。雌性随年龄增长表现出更广泛的免疫激活,这一模式或许有助于解释为何自身免疫疾病在女性中更为常见。该发现是相关性结论,但它指向一个具有可检验后果的机制。

实际价值是一张靶点地图。如果衰老是特定脆弱细胞类型的有序消失,那么最早消失的细胞就是候选的早期预警标志物,驱动这种消失的信号则是候选的药物靶点。曹俊越的实验室已在epiage.net公开提供图谱,团队也已在着手针对衰老过程本身、而非针对单个疾病的干预研究。主张并不是衰老可以被阻止。主张更为有限:身体的衰退是有结构的,其最早的事件是消失,而一个具有如此内在秩序的过程,正是干预有望引导的对象。

两份图谱都是小鼠数据,而小鼠衰老不等于人类衰老。这种有序性是对所发生之事的描述,而非刻意机制的证明;同样的可重复序列可能源于次级效应的级联,而非进化出来的程序。此前研究观察到的中年期血液蛋白质特征突变这一人类平行证据,也只是提示性的,并非决定性的。两份图谱确立的是一个带有后果的事实:衰老的身体并非均匀地崩溃。它先清空特定的房间,而且清空的顺序每次都一样。

婷 翻译

Sources:

  • Zhang, Z. et al. “A panoramic view of cell population dynamics in mammalian aging.” Science 387, eadn3949 (2025). DOI: 10.1126/science.adn3949. Preprint: bioRxiv 2024.03.01.583001.
  • Lu, Z. et al. “Organism-wide cellular dynamics and epigenomic remodeling in mammalian aging.” Science 391, eadw6273 (2026). DOI: 10.1126/science.adw6273. Preprint: bioRxiv 2025.05.12.653376.
  • Wickelgren, I. “Why Aging May Be a Program, Not a Breakdown.” Quanta Magazine, August 14, 2026.
  • Rockefeller University. “Study reveals how unexpected shifts in cell populations are revising our understanding of the aging process” (December 11, 2024) and “Scientists map how aging reshapes cells across the entire mammalian body” (February 2026).
  • Barnett, S.N. & Noseda, M. “Chromatin dynamics shape aging across organs.” Science 391, 869-870 (2026). DOI: 10.1126/science.aef5650.
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