2023-10-16 15:17作者：心靈健身房
我們實驗室的研究興趣在于理解大腦是如何衰老的，以及該過程中大腦如何變得更易受認知功能障礙、神經變性以及阿爾茨海默病（Alzheimer’s disease, AD）等疾病的影響。當前，這是一個全球性問題，人類非常幸運地享受著日益提高的醫療和營養水平，平均壽命不斷增加，然而越來越多與年齡相關的疾病問題也隨之而來。老年疾病最殘酷的一面在于，病人一旦開始喪失認知功能，他們將逐漸忘記身邊所有人，忘記生命中所做過的一切。
影響生物體生理功能的決定性因素
圖1 阿爾茨海默病遺傳風險因子
圖1展示的是一個阿爾茨海默病遺傳學示例，也同樣適用于其他疾病類型。目前，我們掌握了一些會影響個體對某些疾?。ㄈ绨柎暮Ｄ〉龋┮赘行缘倪z傳信息。已知導致顯性遺傳性阿爾茨海默病的突變非常罕見，具有該突變的人群可能在20、30、40歲就會開始發病。此外，先前的研究也證實，還有許多較弱的遺傳因素也會增加或降低患病風險。
APOE基因就與阿爾茨海默病之間存在關聯性，個體如果具有2個數量的APOE，其65歲時患病的風險將增加約12倍。然而，就阿爾茨海默病而言，真正容易被忽視的關鍵致病因素其實是年齡。無家族遺傳史的散發性阿爾茨海默病患者占總患病人數的99.5%甚至更高，其最主要的風險因素顯然是個體年齡的增長。因此，想要應對此類疾病，我們首先需要理解衰老問題。
圖2 癡呆癥患病率與年齡
圖2展示了另一個例子。目前大多數發生在老年群體中的癡呆癥均為阿爾茨海默型，但此處展示的并非特指阿爾茨海默病，而是廣泛意義上的認知功能下降和癡呆?？梢钥吹皆?0歲的受試者中，出現癡呆的比例最高為1%；到100歲該比例大幅上升，有至少一半人都出現了癡呆癥狀。而從研究的視角看，卻有另一個非常有趣的發現，那就是研究中約有三分之一的百歲老人仍擁有完好的認知功能，他們的表現與50歲甚至更年輕的人群無異。由此可見，人類的大腦功能是有可能持續到生命晚期，甚至直到生命盡頭的。
圖3 隨著年齡的增長，人們所患的老年疾病也會逐漸增加
然而人體器官中不僅僅只有大腦會受到年齡的影響。研究表明，隨著年齡的增長，人們所患的老年疾病也會越來越多。圖3中的每種顏色代表了個體所患疾病的數量，研究顯示65歲左右人群中約有一半人患有兩種老年疾??；隨著年齡的增長，患有多種老年疾病的人數也在持續增加。這一結果引發了領域內許多研究者對此類疾病——如心血管疾病、關節炎、癌癥（許多癌癥與年齡相關）、神經退行性疾病等——治療思路的討論：單獨治療某一種老年疾病是否有意義？是否能夠針對衰老過程本身進行研究，從分子和細胞層面理解衰老機制？是否能夠像人們常說的“返老還童”一樣，減緩甚至逆轉衰老過程，進而從根本上一次性解決老年疾病問題，而非逐個擊破？（圖4）
圖4 大腦能否“返老還童”？
年輕血液助小鼠“返老還童”
圖5 研究者可以通過年齡相關干預措施對衰老動物進行治療，以減緩其衰老過程、延長壽命，甚至在分子功能或細胞水平上逆轉衰老。
就我個人來看，至少在動物模型，特別是那些采取多種不同干預方法的模型中，“返老還童”并非癡人說夢。不同水平的生物學研究已經表明，研究者可以通過年齡相關干預措施對衰老動物進行治療，以減緩其衰老過程、延長壽命，甚至在分子功能或細胞水平上逆轉衰老。其中一些措施包括代謝干預（熱量限制、運動、小分子）、衰老細胞清除，以及近年來非常熱門的衰老細胞表觀遺傳重編程（Transient Epigenetic Reprogramming）——通過嘗試移除細胞中加速衰老的表觀遺傳標記和DNA來延緩衰老。而我們一直以來重點關注的是年輕血液與腦脊液對于減緩或逆轉衰老的作用。在近期發布的成果中，我們通過向年老小鼠輸入年輕小鼠的腦脊液，改善了其大腦功能，在多種水平上使其年輕化。
圖6 小鼠“異體共生（parabiosis）”模型
該領域突破性發現依賴的最主要模型之一是由Thomas Rando提出的。他目前就職于加州大學洛杉磯分校干細胞研究中心，對于肌肉衰老，特別是肌肉干細胞衰老具有濃厚興趣。他關注的問題在于：干細胞的衰老是由細胞內在機制還是外在環境導致的？針對這一問題，他采用了一種被稱為“異體共生（parabiosis）”的早期實驗范式。實驗通過外科手術的方式將兩只動物的循環系統進行連接，從而實現二者之間的血液互換。共生實驗中連接的兩只動物不一定存在年齡差異，即所謂的“異時性”，而可以是小鼠基因模型的任意不同組合，比如同為年輕小鼠或同為年老小鼠。這一模型在免疫細胞遷移等免疫學相關研究中已得到充分應用。
圖7 研究表明年輕血液可使小鼠體內多種組織恢復活力
在加州大學伯克利分?？茖W家Irina和Michael Conboy 2005年的開創性研究中，Thomas所做的工作表明年老小鼠的肌肉干細胞可以再生和恢復，進而生成與年輕小鼠非常相似的全新肌肉組織。這是一個極具突破性的進展，此后很多研究都證實其結果在其他多種組織中均成立（圖7）。Thomas在肝臟中也發現了類似的再生效果，并且發現了大腦中細胞的增殖。這正是他與我們實驗室合作的開始。
在相關研究中，異體共生確實是一種有效的實驗范式，但我們也可以通過從年輕或年老小鼠身上采集血液，或提取血液中的液體成分即血漿，然后進行反復輸注來復制這些效果（圖7）。
圖8 Saul Villeda等團隊研究明確了年輕血液對年老小鼠大腦功能的積極作用（Villeda 2011, Villeda 2014; Ruckh 2012; Katsimpardi 2014; Khrimian 2017; Yousef 2019; Kim 2020）
這位是加州大學舊金山分校副教授Saul Villeda（圖8）。他所做的工作證實了我們確實能夠從年輕小鼠身上采集血漿，并通過在幾周內輸入年老小鼠體內來實現類似效果。實驗中他每3天或3周向小鼠注射總血量5%的血漿，結果顯示小鼠大腦中的干細胞活性增強，與學習和記憶相關的突觸可塑性增加，此外大腦炎癥也得到了減輕。這或許解釋了年輕血液環境影響衰老的關鍵機制。最重要的是，在功能層面上年老小鼠的記憶力得到了改善。
圖9 異體共生不僅可以實現“返老還童”，同樣也可以加速衰老過程
同時，Saul也首次證明異體共生不僅可以實現“返老還童”，同樣也可以加速衰老過程（圖9）。反復輸注年老小鼠血漿或暴露于共生模型中的年輕小鼠，具有較少的神經發生，因此產生的新神經元更少；其突觸可塑性下降，記憶功能減退，血管等炎癥增多。這些表現或許能夠解釋大腦連接以及其如何對系統環境做出反應。
圖10 血液能夠在細胞、器官及功能水平上調節衰老
目前幾個課題組已經發現了一些可能發揮作用的因子，但據我所知數量并不多，這里簡單列舉了一些有利和不利因子（圖10）。不同細胞可能以有益或有害的方式對不同蛋白質做出反應，約有幾十甚至上百種蛋白質參與其中，找出其中的關鍵成分將會是非常有趣的過程。
血液療法在人類疾病治療中的潛力
在大自然創造的所有化合物中，我認為血液是最強效的。想要利用各種因子合成血漿非常復雜，然而血漿是可輸注的。全球每天會發生成千上萬次輸血，用于在外科手術中挽救因事故等原因失血過多的患者。此外輸血也可以用于疾病治療，比如特定蛋白質缺乏或過多的患者，都可能接受血漿置換療法。
因此我們成立了Alkahest公司，公司近期已由Grifols收購。像Grifols這樣的公司是做什么的呢？他們每天都會采集大量血漿，產出滿足臨床需求的不同成分。
目前我們在Alkahest進行了一系列臨床試驗，我們收治輕度認知障礙或早期阿爾茨海默病患者，給他們注射來自年輕獻血者的血漿成分。這些實驗僅用于概念驗證性的安全性與劑量研究，但已經在阿爾茨海默病和帕金森病的治療中展現出前景。
圖11 血液療法在阿爾茨海默病及帕金森病治療中的探索
隨后Grifols在研究中引入了血漿置換（圖11），他們首先從阿爾茨海默病患者體內抽取出原有血漿，然后再向其輸注正常血漿（正常血漿的獻血者平均年齡為35歲）。Grifols在500名患者中進行了Ⅱb/Ⅲ期雙盲安慰劑對照實驗，實驗結果顯示患者的疾病進展減緩，記憶力與日常生活功能得到改善。這表明我們在小鼠身上實現的效果是有可能作用于人類患者的。當然現在要得出這個結論還為時尚早，目前許多課題組已經開始通過對人類的對照研究來進行驗證。這個是一個非常激動人心的趨勢。
年輕血液如何逆轉衰老
那么“返老還童”具體是如何實現的呢？我們第一次提出這些觀點的時候，人們都會用懷疑的眼光看著我：“怎么可能有這種好事？”，或者覺得我們是那種從事瘋狂實驗的科學怪人。既然人體中存在能夠阻止血液因子進入大腦的血腦屏障，那么利用血液讓大腦“回春”要如何實現？公眾存在這些質疑非常正常，因為相比血液置換帶來的驚人效果，這整個過程看起來確實過于簡單了。
圖12 有關血液療法的常見問題：影響衰老過程的因子有哪些？這些因子從何而來？身體中哪些細胞會產生有益或有害因子？血液會逆轉或加速哪些細胞類型的衰老？這些因子要如何在大腦中內皮細胞層的阻隔下觸達大腦組織？細胞和器官是同步老化的嗎？如何衡量衰老？
那么影響衰老過程的因子有哪些？這些因子從何而來？身體中哪些細胞會產生有益或有害因子？血液會逆轉或加速哪些細胞類型的衰老？這些因子要如何在大腦中內皮細胞層的阻隔下觸達大腦組織？細胞和器官是同步老化的嗎？這些問題既與衰老過程本身有關，也與我們如何衡量衰老有關。這里我特別強調這個問題，是因為如果我們在動物實驗中取得的發現能夠用于干預人類衰老過程，那么我們就需要能夠測量出人的相對年齡，而非出生證明上顯示的實際年齡，這樣才能知道身體相對實際年齡的衰老速度。
圖13 Nick Schaum和Steve Quake
接下來我會簡單闡述其中幾個問題。為了明確這些因子從何而來，當時實驗室的研究生Nick Schaum采取了一種比較原始的辦法。想要知道這些參與逆轉或加速衰老的蛋白質來自何處，一種方法就是觀察身體不同器官的基因表達譜（gene expression profile）。很幸運的是我們得到了Steve Quake的幫助，他在核酸檢測領域具有開創性貢獻，他創辦的公司及開發的檢測方法能夠實現規?；暮怂釞z測。Steve當時擔任陳-扎克伯格生物中心（Chan Zuckerberg Biohub）聯合主任，他的實驗室致力于開發單細胞RNA測序方法。他對我們的研究非常感興趣，他建議我們放棄預想的Bulk測序，直接采用單細胞RNA測序。
隨后我們在斯坦福招募了十幾個實驗室，總人數至少有一百人。我們用了5周的時間處理小鼠，然后把組織分配給各實驗室進行處理。我們對其進行了測序，得到了一些非常有價值的資源，比如Tabula Muris數據庫，其中收集了小鼠主要組織及細胞類型的基因表達數據。同時我們記錄了小鼠轉錄組隨其年齡的變化情況。我們同時結合了Bulk測序和單細胞測序，Bulk測序提供統計功效，單細胞測序提供分辨率。
我們與許多生物信息學者和計算機專家進行了卓有成效的合作，得到了非常激動人心的新發現。其中一個重要發現是：生物體的衰老過程開始得很早。這并不是一個全新的發現，但卻是首次通過實驗實現規?；C明。這是一個非線性過程。我們可以監測到在什么年齡能夠開始看到基因表達的顯著變化。
圖14 在12-15個月齡左右，多數組織的基因表達開始出現顯著變化，特定基因型出現上調或者下調。同時也能夠看到哪些細胞類型率先出現與年齡相關的變化，這證明了在組織和細胞水平上衰老是一個異步過程。
觀察所有主要組織，我們能夠看到在12-15個月齡左右，多數組織的基因表達開始出現顯著變化，特定基因型出現上調或者下調（圖14）。圖中展示了這些基因，同時也能夠看到哪些細胞類型率先出現與年齡相關的變化，這證明了在組織和細胞水平上衰老是一個異步過程。這就意味著我們無法判斷一個生物體是加速還是減速老化，而只能判斷該生物體中的哪些組織和細胞發生了加速或減速老化，因為這不是一個同步進程，它們都有自己的軌跡。換句話說，并不是所有組織和細胞類型都會同時開始衰老。這也有力地反駁了認為年齡是DNA一部分的觀點。最有可能的解釋是，這是一個隨機的過程，會受生物體所處環境影響。這與對秀麗隱桿線蟲、蒼蠅及圖中列舉的其他生物研究結果相一致（圖15）。
圖15 其他生物體研究成果
圖16 部分細胞和特定轉錄物較早發生變化。其中最早出現的應該是胸腺，隨后是脾臟、脂肪組織和其他組織。
我們可以觀察到率先出現年齡相關變化的組織（圖16）。一些細胞和特定轉錄物較早發生變化，而其中最早出現的應該是胸腺，緊接著是脾臟、脂肪組織和其他組織。這些結果是實實在在基于數據得出的，通過數據我們可以明確哪一個組織發生了老化，并采取針對性干預手段。
圖17 Robi Palovics：共生模型中參與循環的因子對哪些細胞產生了影響？
實驗中另的一個重要問題是：共生模型中參與循環的因子對哪些細胞產生了影響？解答這一問題的相關工作由Robi Palovics牽頭（圖17），Robi是一名優秀的計算機科學家，對生物學也具有濃厚興趣。他通過創造性的數據挖掘方法，將這項研究帶向了一個新高度。
在異體共生模型中，我們既有“異時共生”的年輕-年老小鼠對，也有“同時共生”對，即單獨的年輕小鼠對和年老小鼠對；同時我們有Tabula Muris Senis數據庫，其中包含正常小鼠整個生命周期所有主要組織和細胞類型的基因表達數據。我們的問題是：正常小鼠衰老過程與暴露在年老血液環境中的年輕小鼠衰老過程有何不同（圖中我們將加速衰老標記為紫色）？暴露在年輕血液環境中的年老小鼠體內哪些組織和細胞發生了變化？我們需要關注哪些基因與正常衰老顯示出相同的軌跡，即加速衰老；哪些表現出相反的趨勢，即我們所說的“返老還童”。當然，這只是研究衰老過程的其中一種方式。
圖18 加速衰老共生模型中小鼠細胞變化情況
首先我們來看這張細胞列表（圖18），表中展示的是我們分析的47種細胞類型中的前18種。未來我們希望在分析中引入更多的細胞和動物類型，但當時的算力僅限于此。從3月齡至18月齡，有時可至24月齡，小鼠體內幾乎所有細胞的基因表達都會隨年齡而發生變化。那么在加速衰老模型中，哪些細胞表現出了和暴露在年老血液環境下的年輕小鼠相同的衰老軌跡？我們依據此對細胞進行了排名，可以看出對年老血液環境反應最明顯的細胞包括不同組織中的內皮細胞、角化細胞、基底細胞以及一些干細胞，如基質細胞、平滑肌細胞等。
圖19 逆轉衰老共生模型中小鼠細胞變化情況
接下來我們看在逆轉衰老模型中，哪些隨年齡變化的基因發生了逆轉（圖19）。居首位的是造血干細胞，這一結果對免疫學者們而言尤為激動人心。實驗中我們將老年小鼠暴露于年輕小鼠的血液環境中，結果表明小鼠體內干細胞對其所處環境高度敏感。同時我們也注意到肝細胞以及一些干細胞如基質細胞等，也表現出較強的反應。
圖20 共生模型中細胞外基質及線粒體基因或參與線粒體功能和電子傳遞的基因變化情況
細胞外基質隨年齡的變化是衰老研究領域的一個共同課題。觀察逆轉衰老模型，我們能看出肝細胞是高度敏感的（圖20）。有趣的是，線粒體基因或參與線粒體功能和電子傳遞的基因也對逆轉環境有較強的響應，并且似乎對我們觀察到的逆轉起到了一定作用，這一發現與衰老研究領域的其他文獻一致。
圖21 一個更有趣的視角是從整個生物體的角度來看，在共生模型中，整個生物體對衰老過程是否存在整體的細胞反應？
一個更有趣的視角是從整個生物體的角度來看，在共生模型中，整個生物體對衰老過程是否存在整體的細胞反應？圖21中的圖表由Robi制作，反映了正常的衰老過程。圖中主要展示了我們目前已經研究過的細胞，反映出了很多有趣的信息。研究中我們分析不同細胞類型及其來源組織，圖中點的大小反映了每種細胞類型中有多少基因隨著年齡而變化。點之間的連線顯示了隨年齡變化的基因之間的相似性。小圖中展示了隨著細胞的衰老，基因表達的總體相似性。一些細胞顯示出許多隨年齡變化的相同基因。我們可以假設，如果兩個不同細胞類型具有相同的基因隨年齡改變，那么他們可能會對外部刺激做出反應，從而誘發這些與年齡相關的變化。這些變化之間密切相關，由遺傳程序決定。對此我們還沒有最終結論，但能夠在如內皮細胞等細胞中觀察到這種現象也十分有趣。
許多不同組織的內皮細胞在基因表達變化方面存在很多相似之處，最大可能是由血漿中的循環因子導致的，這些因子在多個組織的內皮細胞中觸發相應程序，產生這些與年齡相關的變化?；|細胞也出現了類似的轉錄過程。隨后我們會發現，在多種不同細胞類型中，比如皮膚角化細胞、表皮細胞、基底細胞等，它們的細胞特征明顯不同，但是都具有相似的衰老過程。也許導致皮膚衰老的是細胞中的一些自體遺傳性因素，這是我們仍需探索的問題。
圖22 正常衰老、加速衰老及逆轉衰老模型細胞反應對比
我們可以在加速衰老和逆轉衰老兩個模型中同時進行觀察（圖22）。
圖23 Ma S, Sun S, Geng L, Song M, Wang W, Ye Y, Ji Q, Zou Z, Wang S, He X, Li W, Esteban CR, Long X, Guo G, Chan P, Zhou Q, Belmonte JCI, Zhang W, Qu J, Liu GH. Caloric Restriction Reprograms the Single-Cell Transcriptional Landscape of Rattus Norvegicus Aging. Cell. 2020 Mar 5;180(5):984-1001.e22.
目前已有研究者開始進行類似研究。例如在一項熱量限制研究中（圖23），研究人員分別設置自由進食和熱量限制的大鼠或小鼠對照組，并在單細胞水平對其6種不同組織進行觀察，實驗結果顯示單細胞轉錄組會以特定方式對以上進食干預做出反應。我們可以對不同干預措施進行對比，找出逆轉或加速衰老的通用范式。我想未來我們將看到大量對不同實驗范式進行整合的研究。
圖24 血液連接生物體內所有器官，它的功能不僅僅是運輸血細胞、免疫細胞和紅細胞，同樣也承擔了細胞間交流的工作。
那么影響衰老的因素究竟有哪些？我們又如何來衡量衰老？我們可以通過研究血液的分子組成來解答這兩個問題。血液連接生物體內所有器官，它的功能不僅僅是運輸血細胞、免疫細胞和紅細胞，同樣也承擔了細胞間交流的工作（圖24）。因此我們也將其引入了衰老研究。
圖25 對血液樣本中的蛋白質進行測定
這里展示一個研究案例（圖25）。該研究中我們通過INTERVAL項目以及與愛因斯坦醫學院Nir Barzilai和Sofiya Milman的合作收集了4000多位受試者的血液樣本，并借助SOMAscan平臺對其中3000個蛋白質進行測定。SOMAscan利用經過特殊加工的核酸適配體（aptamers），能夠對數千種蛋白的相對水平進行檢測。
圖26 隨著年齡的增加，受試者的血液成分發生了驚人的變化
通過檢測，我們能夠在一定程度上可視化衰老過程中血液的變化。通過圖26可以看出，隨著年齡的增加，受試者的血液成分發生了驚人的變化，這或許可以解釋共生模型和血液置換產生的效果，年老血液中的有害因子會對年輕個體造成有害影響，反之亦然。實驗結果也很好地證明了衰老過程具有異步性，即人體中不同組織的衰老并非同時發生。接下來我們可以探究這些變化具體何時發生，以及在給定的不同年齡人群（如小于30歲和大于30歲）中蛋白質何時發生顯著變化。
圖27 “衰老波動（waves” of ageing）”
圖27中我們標注出了所謂的“衰老波動（waves” of ageing）”。對比35歲以下和以上人群，約有400種蛋白質存在顯著差異。隨著年齡持續增長，蛋白質變化逐漸減少，直到65歲左右的出現另一個小高峰，到80歲左右呈現出最大變化。
圖28 波峰段具體的蛋白質種類，以及變化的顯著程度
圖28中具體展示了波峰段具體的蛋白質種類，以及哪些蛋白質變化最為顯著。每處波峰都存在一些相同的蛋白質，而其他特有的蛋白質則可以幫助我們了解衰老的生物學原理。
圖29 Hamilton Oh和Jarod Rutledge
最后，我想向大家展示利用這些信息我們還可以做些什么。這些蛋白質中包含了有關生物體生理狀態的信息。由Hamilton Oh和Jarod Rutledge牽頭的一系列研究目的在于探究我們是否能夠通過觀察血液中的蛋白成分來理解大腦衰老或大腦的生理狀態（圖29）。研究可行性在于，生物體血液中的一些蛋白質來源于大腦，因此如果我們能夠識別這些蛋白質，我們就能在一定程度上解讀大腦功能。當然，目前醫院也能對血液中的特定蛋白進行檢驗，以確定胰島素水平、濾過率等指標。但我們追求的是通過對數以千計的蛋白質進行大規模蛋白質組學分析，以將檢測結果提高到一個全新的水平。通過觀察具有組織特異性的特定蛋白質，我們可以推測其來源，同時觀察它們是否能夠反映其組織功能（圖30）。
圖30 通過觀察具有組織特異性的特定蛋白質，我們可以推測其來源，同時觀察它們是否能夠反映其組織功能
具體來說，我們從數千名受試者的血漿中獲得約5000個蛋白質，并探究每種蛋白質的來源。我們借助基因表達分析、gtext及Tabula Sapiens細胞圖譜來研究特定蛋白表達。多數蛋白會在多種組織中表達，但約有15%的蛋白質具有器官或組織特異性。我們在5000個蛋白質中發現大約200種有較大可能來源于大腦的蛋白質，還有約120種來自于肝臟等器官。那么這些來自大腦的蛋白質是否會對我們理解大腦衰老有所幫助？
我們可以利用具有組織特異性，即僅表達在特定組織的蛋白質構建所謂的“組織時鐘（tissue clock）”，其中可以看到免疫細胞中的表觀遺傳標記隨實際年齡的增長發生了驚人變化。
我們為每個存在組織特異性蛋白的組織構建了組織時鐘，用于了解人體各器官的生理年齡以及生理狀態。
圖31 建立了心臟、腎臟、大腦時鐘，并在全身范圍內對時鐘進行了訓練
在該研究中，我們與SomaLogic公司合作構建了一個正常衰老驗證隊列，建立了心臟、腎臟、大腦時鐘，并在全身范圍內對時鐘進行了訓練（圖31）。研究中沒有限制算法使用的蛋白質。接著我們將其在獨立數據集中進行測試。其中一個來自于Nir Barzilai的長壽研究和百歲老人研究，另一個是斯坦福對早期阿爾茨海默病、帕金森病以及癡呆患者的研究。
圖32 心臟時鐘
我們為每個器官都建立了時鐘，這里僅展示個別例子。對于其中一部分受試者，我們建立了心臟時鐘（圖32），只要知道個體的實際年齡，就能夠計算出其心臟年齡，這一過程中我們知道時鐘包含了哪些蛋白質。有趣的是，該算法采用了兩種臨床常用的生物標志物：b型鈉尿肽和肌鈣蛋白，這是臨床中存在心臟問題的老年患者需要檢測的兩項指標。同時我們還采用了其他幾種參與心臟功能與衰老的蛋白質。在ADRC中使用生物體時鐘，我們觀測不到使用起搏器或存在房顫的受試者間有何差異，因此生物體蛋白質組時鐘在此沒有發揮作用。而當我們使用僅包含8個蛋白質的心臟特異性時鐘時，使用起搏器或存在房顫的受試者在ADRC和LonGenity隊列中都表現出明顯差異。實際上在LonGenity中，生物體時鐘是有效的，但顯然單獨使用心臟特異性蛋白質會有更好的預測結果。
圖33 基于心臟生理年齡預測心力衰竭風險
該領域長期研究更加有趣。研究中我們在第0年采集受試者血漿，然后對其進行15年以上的跟蹤以獲得后續數據（圖33）。預測中心臟生理年齡較小的25%的受試者心臟功能完好，幾乎沒有受到心臟病影響，或只有輕微影響；而心臟生理年齡最高的25%人群，患心臟病的風險增加了15倍。
圖34 基于大腦生理年齡預測認知衰退風險
對大腦的研究也得出了類似數據（圖34）。同樣的，我們使用個別大腦特異性蛋白來預測受試者腦部的生理年齡。在阿爾茨海默病研究隊列中，22人中有18人為大腦老化前25%人群，僅有極少數人為后25%。同樣我們在第0年采集受試者血樣，并進行5年以上的跟蹤，會發現那些預測中腦部年齡更大的受試者遭遇認知功能下降或喪失的風險增加了7倍，而模型中腦部年齡較小的受試者在此期間則會保持腦部功能的相對穩定。這些只是早期數據，我們目前正與華盛頓大學等院所進行合作，進一步驗證以上發現。
圖35 身體各組織相對年齡
我們可以基于個體制作這樣的圖譜，圖中能夠直觀看到身體中每個組織的相對年齡（圖35）。我們再次看出，阿爾茨海默病患者的腦部年齡平均更大，同時他們的心臟及部分其他組織也呈現出加速老化的趨勢。此外，阿爾茨海默病和癡呆與心血管疾病之間也有著公認的聯系。
圖36 使用特定補劑對于延緩衰老具有積極作用
另一個讓人興奮的發現是，使用特定補劑對于延緩衰老具有積極作用（圖36）。例如研究中服用維生素D的受試者，其心臟年齡顯著較小。服用氨基葡萄糖（glucosamine）補劑的受試者，其體內多種組織都相對未服用者更加年輕。接下來我們希望進一步優化現有結果，通過實際干預手段獲得更多信息。人的年齡如何發生變化？各組織時鐘的生物通路是什么？其生物學意義是什么？希望在未來，我們能夠招募到組織狀態符合特定臨床干預手段的受試者，具體來說就是根據其組織狀態判斷特定疾病的患病風險，在患病前實施干預。例如現在已知的，大腦加速老化的人群有患阿爾茨海默病的風險，腎臟加速老化的人群可能患高血壓，心臟加速老化的人群可能患心臟病等。
最后，非常感謝我們的合作者以及實驗室成員，同時特別感謝對以上研究數據做出貢獻的研究者們。
