
由中国科学院牵头的多机构科研团队近日在《Cell》杂志发表重磅研究成果,首次构建了覆盖13种人体器官的“人类衰老蛋白质组图谱”,系统揭示了不同器官的衰老轨迹、转录与蛋白表达的解耦现象,以及可能推动系统性衰老的分泌蛋白,提出“senohub”(衰老枢纽)等关键概念,为理解和干预衰老提供了新的视角与靶点。
系统性研究填补空白,多器官参与衰老进程
此前研究多集中于血浆蛋白或DNA甲基化,缺乏对不同器官蛋白质水平的系统分析。本研究涵盖来自76位年龄在14至68岁之间捐献者的516份组织和血浆样本,通过高分辨率质谱技术与转录组联合分析,量化了12,700余种蛋白,覆盖心血管、消化、免疫、内分泌、呼吸、皮肤和肌肉骨骼等多个系统。
研究发现,衰老过程在各器官呈现出高度特异性,细胞核和线粒体相关蛋白质的变化尤为显著。此外,器官之间在蛋白质表达与mRNA水平之间的相关性随年龄减弱,尤以脾脏、淋巴结和肌肉最为明显。
蛋白质质量控制系统整体衰退,诱发炎症反应
研究还揭示,随着年龄增长,蛋白质的合成、折叠与降解功能普遍下降,包括核糖体亚基、分子伴侣等关键结构的减少。同时,SAA1/SAA2等淀粉样蛋白与免疫球蛋白、补体因子的积聚,形成所谓“淀粉样-免疫球蛋白-补体轴”,推动组织炎症反应和衰老进程。
SAP等蛋白跨组织上升,诱发细胞衰老与炎症
研究团队将差异表达蛋白(DEPs)按年龄轨迹与组织分布分组,发现一组29种蛋白(如SAP)在至少六种组织中持续升高,另一组31种蛋白(如PRPF4)则普遍下降。组织染色证实SAP在多个器官中积聚,功能实验证明其可诱导血管内皮细胞的衰老与炎症反应。
构建器官“衰老时钟”,主动脉成衰老“传感器”
研究团队基于弹性网回归构建了器官特异性的蛋白质“衰老时钟”,预测准确性高达0.95。其中,TIMP3等蛋白频繁出现在多个器官的时钟模型中。研究还发现,人体中年期(45至55岁)是衰老变化的关键拐点,主动脉显示出最持续的变化趋势。
主动脉或为“衰老枢纽”,GAS6等血浆因子可引发系统性衰老
通过血浆蛋白的配体-受体分析,研究锁定24对与细胞衰老相关的信号对,主动脉成为与多个器官交互最频繁的“senohub”,发挥信号放大和传递作用。
其中,GAS6蛋白在血浆和主动脉中随年龄上升,在细胞与动物实验中可诱导内皮衰老、炎症反应、血管功能障碍,甚至导致中年小鼠的体能下降和多器官损伤。
GPNMB等分泌因子具“类激素”作用,促进多器官衰老
研究还筛选出一批血浆蛋白如GPNMB、COMP、HTRA1、NOTCH3等,这些蛋白在细胞层面诱导衰老、炎症及血管功能缺陷;GPNMB在动物实验中甚至导致运动能力下降、血管炎症和多器官退化。
结语:从“局部衰老”到“系统衰老”的新机制图景
本研究提出,血管组织不仅是衰老的“早期传感器”,更可能是“衰老信号的传播者”。衰老血管释放的分泌蛋白可能通过血液在全身引发细胞衰老与器官功能减退,为开发靶向分泌因子的抗衰干预手段提供了基础。
这项研究为衰老机制的系统性理解提供了新的里程碑式图谱,也为精确延缓衰老和预防慢性疾病打开了新的研究方向。
参考文献:ingjie Ding et al, Comprehensive human proteome profiles across a 50-year lifespan reveal aging trajectories and signatures, Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.06.047