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衰老是细胞社会的程序化重塑

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通过解读数百万个小鼠细胞的分子特征,Junyue Cao发现,衰老并非随意的磨损,而是一种“细胞社会的重塑”。Cao是New York City的Rockefeller University细胞生物学家,他分析了来自不同生命阶段的数百万个小鼠细胞中的基因表达。他惊讶地发现,“衰老过程中的变化并非在所有细胞中都是普遍存在的”。借助一种能够从系统层面观察小鼠衰老过程的技术,Cao勾勒出衰老的离散阶段,这些阶段类似于胚胎发育阶段,并由分子信号和特定细胞群的变化来界定。在人类中,这一过程可能在30岁之前就已开始。Cao对衰老的兴趣始于Hebei, China的高中时期,当时他深刻意识到,祖父母和父母都不会永远活着。许多开始意识到死亡必然性的青少年可能会转向诗歌或自我毁灭式行为,而Cao却转向了科学。寻找延缓衰老的方法成为他毕生的目标,这也是他选择在Beijing的Peking University主修生物学的原因。起初,Cao认为,与当时的主流模型一致,特定蛋白质及蛋白质网络的退化是衰老的原因。但在大学毕业后,当他在一家实验室尝试识别这些蛋白质时,他意识到,与衰老相关的蛋白质数量多得惊人,而且它们的作用取决于其发挥作用的细胞类型。这幅图景既比他想象的更复杂,也更有组织性。Cao决定,他需要有关数百种细胞类型中数千种分子变化的数据——而且是大量数据。读研究生时,他开发了一种高通量技术,可以量化胚胎发育过程中的这些动态变化。2020年,当他在Rockefeller创办自己的实验室时,便将这项技术用于衰老研究。在一系列实验中,Cao及其团队处理了2100万个细胞,这些细胞取自约50只雄性和雌性小鼠在五个生命阶段的14种组织或器官,并为每个细胞建立了基因表达数据集。每个阶段都以特定细胞类型的急剧减少或扩张为标志。他的两篇开创性论文于2025年和2026年发表在Science上,指出随着哺乳动物衰老,构成身体的细胞会发生根本性的重新分布,并描述了引导这一过程的一些表观基因组指令。“衰老过程中存在分子变化,或许还有其他一些变化,”Cao说...