心脏从出生那一刻起就开始老化。一项使用有史以来最大规模心脏基因图谱的新研究证实，这种老化并非仅仅是时间的流逝——而是一系列精确的事件序列，特定基因在心肌细胞内有规律地开启和关闭。
特别引人注目的是，研究发现，为老年小鼠心脏中活性随年龄下降的关键基因补充活性，实际上恢复了心脏功能。
由中国阜外医院宋江平(Jiangping Song)教授和德国慕尼黑路德维希-马克西米利安大学(Ludwig Maximilian University of Munich)丹尼尔·赖夏特(Daniel Reichart)教授领导的联合研究团队，分析了来自29名个体（年龄跨度从胎儿阶段到75岁）的54份心脏组织样本中的442,239个细胞核的基因活性。他们的研究结果发表在国际期刊《科学进展》(Science Advances)第12卷第25期，追踪了心脏在整个生命周期中细胞水平的变化。
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心脏老化过程中炎症加剧
分析显示，心脏中所有主要细胞类型都存在共同的变化模式。随着年龄增长，细胞功能的平衡被打破，炎症信号和应激反应增加。
这些变化在心肌细胞中最为明显。年轻时期丰富的细胞类型随着年龄增长逐渐减少，而与老化相关的特定细胞群则在60岁以上人群的心脏中占据主导地位。
与53岁个体的心脏组织（左）相比，73岁个体的组织（右）显示一种与细胞老化和应激相关的特定蛋白——CRYAB（以红色显示）——在整个心脏中急剧增加。[《科学进展》，第12卷，第25期]
这些细胞表现出应激磨损组织的特征，并与扩张型心肌病(dilated cardiomyopathy)等心脏疾病的基因存在显著重叠，扩张型心肌病是一种心脏异常扩大的疾病。
相同的模式——炎症相关基因活性随年龄增长而上升——也出现在非肌肉心脏细胞中，包括血管细胞和结缔组织细胞。
研究团队表示，心脏老化并非局限于单一细胞类型的问题，而是影响整个心脏的变化。
单一基因驱动心肌细胞老化
显微镜图像显示关键基因被抑制后的心肌细胞（底部）染色显示老化标志物。与对照组（顶部）不同，大部分细胞变为深蓝色——衰老细胞(senescent cells)的标志。这些图像证明，关闭单个基因就足以导致心肌细胞快速老化。[《科学进展》，第12卷，第25期]
研究团队分析了活性随年龄下降的调控因子。
其中，名为PRDM16的基因在老化过程中表现出最一致且显著的下降。60岁以上人群心脏中的PRDM16蛋白水平也低于年轻成年人。
为直接测试其功能，团队在源自人类干细胞的心肌细胞中抑制了该基因。结果非常明显。
PRDM16基因正常工作（顶部）和被人工抑制（底部）的人类心肌细胞图像。当基因被阻断时，心肌细胞异常增大，显示出心脏肥大(cardiac hypertrophy)的迹象。[《科学进展》，第12卷，第25期]
抑制细胞分裂的蛋白质增加，细胞变大，负责能量生产的细胞器功能丧失。炎症物质的分泌也增加。单个基因的缺失足以使心肌细胞开始表现得像老化细胞。
当团队在老年小鼠心脏中恢复该基因时，结果发生了变化。与对照组相比，心脏泵血能力显著提高，异常增大的细胞缩小，多种随年龄退化的细胞功能部分恢复。
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团队还开发了测量心脏年龄的时钟
基于研究中收集的数据，研究团队还开发了一种仅使用基因活性模式预测心脏生物学年龄的模型。该模型被证明高度准确，99%的时间与实际年龄相符。
当应用于心脏病患者时，该模型产生了一个显著结果：预测的心脏年龄高于患者的实际年龄。这表明患病心脏在基因水平上的老化速度比其实际年龄所指示的更快。
然而，团队指出，该研究主要关注健康心脏，未系统分析性别差异。他们补充说，需要进一步研究来确定PRDM16的下降是心脏老化的病因还是结果。
参考文献
DOI: 10.1126/sciadv.aeg2614
贾浩(Hao Jia)等，《人类心脏寿命依赖性转录动态》("Life-span-dependent transcriptional dynamics of the human heart")，《科学进展》(Science Advances)第12卷，eaeg2614（2026年）。
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