
长寿人群作为人类健康老化的典范,不仅拥有更长的寿命,更具备相对健康的晚年生理状态。以健康长寿人群为研究对象,系统解析其健康老化的分子机制,有望为我国实现健康老龄化目标提供全新的路径与策略支撑。中国科学院昆明动物研究所孔庆鹏团队长期致力于人类健康老化机制研究,此前已在基因表达调控层面取得系列发现,揭示了长寿人群所具备的多种健康老化相关独特特征,包括异染色质区高甲基化(National Science Review 2023)、表观遗传噪声遏制(Aging Cell 2024)、自噬功能增强(Genome Research 2018)以及细胞质核糖体功能下降(Science Advances 2022)等。
近期,孔庆鹏团队联合宁波大学、中南大学、海南医科大学等国内多家研究机构,获取并整合了来自海南、湖南、湖北三个长寿人群队列的转录组数据,共涵盖1751个个体,其中包括长寿个体811名与不同年龄对照个体940名。研究团队采用支持向量机等方法,构建了基于中国人群转录组数据的衰老时钟。基于该转录组时钟进行深入分析,研究人员发现长寿人群的转录组年龄(transcriptional age)普遍显著低于其实际年龄(chronological age),这一结果提示,长寿人群的基因表达图谱整体上呈现出相对年轻的状态。
为进一步探寻年轻态转录组背后的关键功能基因,研究团队对年龄相关基因进行表达时序轨迹聚类分析。结果显示,存在一簇具有独特表达轨迹的基因集合(cluster):其表达水平在对照人群中随着年龄增长而逐渐下降,但是在更为年老的长寿人群中仍维持相对较高的表达水平。功能富集分析表明,该基因集合显著富集于核糖体生成、线粒体基因表达等关键通路,其中包含8个线粒体核糖体蛋白编码基因(mitochondrial ribosomal protein gene,mRPG)。该8个mRPG的整体表达模式(在普通对照人群中随年龄增长表达下降,但在长寿人群中维持相对较高表达水平)在欧洲长寿人群中得到了独立验证。进一步的信息学分析显示,这些mRPG表达水平的升高在多种组织中均与较低的衰老水平密切相关。综上,本研究表明,长寿人群具有相对年轻的基因表达状态,其中部分mRPG表达水平的维持是其最为显著的特征之一。
本研究利用长寿人群这一研究对象,首次揭示线粒体核糖体(mitochondrial ribosome)功能对于人类健康老化的潜在调控作用。值得注意的是,孔庆鹏团队前期工作发现,长寿人群的细胞质核糖体(cytoplasmic ribosome)功能下降,可能是机体应对老年时期线粒体损伤导致能量供应不足的一种适应性策略,即通过减少非必要蛋白翻译以节约能量(Science Advances 2022)。而本研究发现的部分线粒体核糖体蛋白基因高表达,可能有助于维持线粒体功能,进一步从能量供应的角度,完善了长寿人群能量稳态维持的分子机制。
该研究成果以“Preserved mitochondrial ribosomal protein gene expression marks a youthful transcriptional state in Chinese nonagenarians and centenarians”为题,近期在线发表于《Cell Reports Medicine》期刊。宁波大学医学部/附属李惠利医院研究员肖富辉博士和中国科学院昆明动物研究所副研究员王昊天博士为共同第一作者,孔庆鹏研究员、肖富辉研究员、中南大学湘雅医院李吉教授与海南医科大学第二附属医院张云霞教授为共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院、云南省、昆明市和宁波市相关科技项目的资助。
文章链接:https://doi.org/10.1016/j.xcrm.2026.102767

图1.转录组分析揭示,长寿人群具有较年轻的基因表达状态,其显著特征之一的线粒体核糖体蛋白编码基因(mitochondrial ribosomal protein gene,mRPG)维持较高表达水平
