大阪大学的研究团队发现,流经我们血液的类固醇激素可以揭示真实的生物年龄,而这一年龄通常与生日蛋糕上的蜡烛数量不同。他们的研究发表在《科学进展》杂志上,利用人工智能分析血液样本,以确定身体的实际年龄。这可能改变医生早期发现与年龄相关疾病的方式,并帮助我们理解为何有些人比其他人衰老得更快。
按出生年份计算年龄并不足以全面反映我们真正的“老”程度。科学家们长期以来一直怀疑人体衰老速度各异。两位50岁的人可能因基因、生活方式选择和环境的不同,在健康方面看起来和感觉相差几十年。难点在于找到能够准确捕捉这些差异的可靠指标。
“我们的身体依赖激素维持体内平衡,所以我们想,为什么不将它们作为衰老的关键指标呢?”该研究的共同第一作者王秋怡博士(Qiuyi Wang)在一份声明中说道。王博士及其同事发现,尤其是皮质醇这种应激激素,与衰老有很强的相关性。如果你曾感到压力让你过早衰老,那么这项研究表明你可能是对的。
研究证实了许多医生观察到的现象——随着年龄增长,实际年龄与生物年龄之间的差距会扩大。研究人员将这种效应比喻为“河流向下游流动时变宽”。
简单的血液测试揭示生物年龄
仅需五滴血,科学家从148名年龄介于20至73岁的人群中采集样本。他们使用一种名为液相色谱-串联质谱的先进技术测量了每个样本中的22种类固醇激素。注意到性别基础上的激素模式差异后,他们分别为女性和男性构建了不同的模型。
研究团队开发了一种深度神经网络模型,结合类固醇代谢途径,这是首个明确考虑不同类固醇分子之间相互作用的AI模型。“我们的方法减少了个体类固醇水平差异带来的噪音,并使模型能够专注于有意义的模式,”该研究的共同第一作者及通讯作者王梓博士(Zi Wang)解释道。
皮质醇是对所有人来说最强的生物年龄预测因子。当其水平翻倍时,预测的生物年龄增加了约40%。“压力常被笼统讨论,但我们的研究提供了具体的证据,表明它对生物衰老有可测量的影响,”通讯作者、分析化学和质谱专家高尾俊文教授(Toshifumi Takao)说道。
在女性中,其他几种激素也显示出与衰老的强关联,包括17α-羟基孕酮(17α-hydroxyprogesterone)、皮质酮(cortisone)、11-脱氧皮质醇(11-deoxycortisol)和四氢皮质醇(tetrahydrocortisol)。对于男性,孕烯醇酮(pregnenolone)和睾酮(testosterone)也是衰老过程的关键指标。
激素可帮助医生为个体定制疗法
这些发现最终可能导致更加个性化的医疗服务。通过检查某人的激素谱,医生可能在症状出现之前发现加速衰老,并推荐针对性的干预措施。
该研究还探讨了生活方式如何影响衰老。男性吸烟者表现出比非吸烟者更显著的衰老。然而,奇怪的是,女性吸烟者并未表现出相同的加速现象。研究人员认为,这可能是因为研究中的男性吸烟更为严重,或者由于女性中未测量的因素(如饮食或运动习惯)掩盖了吸烟的影响。
与以往将衰老变化视为统计噪声的研究不同,本研究将这种多样性视为有意义的。模型不是关注绝对的类固醇水平——因为个体间可能存在很大差异——而是考察类固醇比率,从而提供更个性化和准确的生物年龄评估。
他们的方法不仅仅是输出数字——它还有助于解释推动衰老的生化过程。通过结构化分析以反映体内的实际激素途径,研究人员创建了一个模型,能够洞察某些激素为何对衰老产生如此强烈的影响。
该研究还帮助解释为何个体间的衰老体验差异如此巨大。通过测量生物衰老在人群中的差异并识别关键的激素驱动因素,该研究解释了为何有些人似乎比其他人更优雅地衰老。
“仅仅是开始”的衰老研究
这种基于激素的方法补充了其他衰老测量方法,例如基于DNA甲基化模式的表观遗传钟。这些技术共同构建了一个更完整的关于我们身体在分子水平上衰老的画面。
随着全球人口老龄化加剧,了解衰老的基本原理变得越来越重要。“这仅仅是开始,”王梓博士说,“通过扩展我们的数据集并纳入额外的生物标志物,我们希望进一步完善模型,并深入探索衰老机制。”
未来的研究可能会探讨通过药物、生活方式改变或减压是否能改变某些激素水平,以减缓生物衰老。
随着人工智能和生物医学研究的不断进步,准确测量甚至减缓生物衰老的梦想正变得越来越可行。目前,这项研究提醒我们,衰老涉及的远不止生日——这是一个复杂的生物过程,由我们的激素和生活方式选择所塑造,特别是我们在生活中承受的压力。
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