鞠振宇,衰老与再生医学研究院院长,暨南大学
鞠振宇,衰老与再生医学研究院院长,暨南大学
2025 年 5 月 8 日,在 FBIF 功能性配料创新分论坛上,暨南大学衰老与再生医学研究院院长鞠振宇教授以 " 衰老与再生医学 " 为核心,结合其长期的基础研究与企业合作经验,从慢性炎症等多个角度深入剖析衰老的科学机制,并探讨通过食品、药物等路径激活再生潜力,延缓衰老进程。
通过这场分享,我们不仅能深入了解衰老与再生的科学机制,更希望引发市场、产业和科研端对未来健康生活方式的系统性思考。
非常荣幸有这样的机会参加本次论坛。我们这个论坛的主题是 " 创新 ",而提到与食品饮料相关的创新,通常包括以下几个方面:新原料、新靶点、新机制,还需要新的技术和方法。
在此其中,我们作为基础研究者,关注的不仅是某种东西 " 有没有效果 ",更重要的是理解它 " 为什么有效 ",也就是其背后的机制。只有理解机制,我们才能进一步优化与迭代。
在进行衰老研究的过程中,我们涉及了多个层面,包括机制、靶点、药物与研究设计。我们所采取的角度和方向可能与在座各位不完全一致,但我们长期与蒙牛、汤臣倍健、金达威、无限极、赫力昂等优秀的企业开展合作,积累了丰富的合作研究经验。
今天由于时间有限,我无法详细展开所有内容,但希望通过一些概念性的介绍,为大家勾勒出我们所做工作的整体框架,帮助大家形成初步的理解。
我将分为四个部分。
1、衰老与再生领域中的研究进展。也就是说,我们认识到了什么程度。
2、基于这些认识,我们怎么转化和应用。
3、衰老整体行业的政策和未来趋势。
4、我们做了哪些?
衰老与再生医学研究进展
(一)衰老的科学认知
大家对 " 衰老 " 这个词并不陌生,因为每个人都在经历衰老。衰老是一个复杂的生物学过程,涉及分子、细胞、组织和系统层面。这不仅涉及外在的变化,还有内部机制的演变。有的人外表年轻,但其组织和器官可能已开始老化,呈现 " 外年轻、内老化 " 的现象。
(二)再生的含义与特性
所谓 " 再生 ",指的是机体修复与恢复的能力。随着年龄增长,这种能力逐渐下降。进化过程中,越是低等生物,其再生能力越强;而高等生物的再生能力相对较弱。这为我们提供了从原始生物中汲取再生机制的灵感和研究方向。
(三)干细胞:衔接衰老与再生的关键节点
干细胞是衰老与再生之间的关键节点。大家对干细胞这个概念可能已有所了解,它包括胚胎干细胞、多能干细胞以及成体干细胞。成体干细胞广泛存在于各个组织器官中。
如何通过药物、食品、运动等手段激活干细胞的功能,是当前研究和应用的重点。
(四)为什么要干预衰老?
医学角度:衰老与许多疾病有关;
经济角度:延缓衰老可以减少医疗支出;
生物学角度:尽管衰老不可逆,但可以延缓其发生。
延缓衰老可以减低患肿瘤、心脑血管等重大疾病的风险。
(五)如何评估衰老?
研究衰老,第一步是评估 " 有多老 ",其次才能真正的干预衰老、评估衰老。目前关于衰老的机制已扩展到 14 个维度以上,远超过最初认知的 9 个核心机制。
我们在应用时需考虑几个关键问题:
1、特异性:每个器官的衰老机制不同;
2、系统性:个体整体存在集成效应;
3、可用性:为了进行干预,评估是前提。
(六)细胞衰老与端粒机制
衰老最本质的点是细胞在衰老。细胞衰老的核心机制之一是端粒缩短。
端粒是细胞衰老的生物钟,类似鞋带末端的塑料套,保护染色体结构。随着时间的推移,细胞的增殖和分裂能力下降,端粒逐渐缩短,磨损的鞋带就失去了保护,细胞就会进入衰老状态。
这个研究获得了诺贝尔生理学与医学奖的认可,广泛应用于疾病研究和生物年龄评估。
端粒缩短与整体疾病和器官衰老有关。最核心的点就是影响干细胞的功能,进而影响组织和器官的再生能力。
研究干细胞衰老的干预方法,可以通过:
移植年轻干细胞;
激活内源性干细胞(如摄入某些营养物质)。
(七)外源性衰老:慢性炎症
从端粒缩短来说,这是内源性的衰老因素,但衰老远不止于此,还有一个外源性的因素。因为细胞必须生活在体内的微环境中,因此外部环境对细胞也会产生影响,这个外部因素主要指炎症因子。
大家可以将细胞比作一棵树,虽然有树干支持整棵树的树叶生长,但依然需要阳光、雨露,也会受到虫害的影响。所以,衰老是内源性与外源性共同作用的结果。其中,外源性因素中,炎症具有较强的干预潜力。
进一步讲到干细胞衰老,就必须提到慢性炎症,这两者之间有非常密切的联系。这个联系是如何产生的呢?以血液系统为例,它是由造血干细胞维持的,这些干细胞位于骨髓中,可以产生各种造血细胞。但在衰老过程中,我们的血液系统和造血干细胞都会发生衰老。
那为什么血液系统的衰老会影响到全身呢?我举的例子是心血管疾病,但其实不仅限于此,包括肝脏疾病、骨疾病,甚至肿瘤,都会受到血液系统的影响。原因在于,造血干细胞和血液系统的衰老伴随着炎症水平的升高。这里所说的炎症并非是感染病毒引起的急性炎症,而是体内长期、慢性、不可逆的炎症。
这种慢性炎症会导致多个组织器官的功能障碍,因为每一个器官都依赖于血液供氧,也都会受到血液中炎症因子的影响。这就建立了它们之间的关联。
(八)再生、肿瘤与炎症
从端粒角度、从再生角度理解衰老,指的是细胞不能再生、不能再增殖。但在人类衰老过程中,还有一种非常可怕的疾病——癌症。癌症的特征是细胞失控性地增殖。为什么在衰老这个状态下,既存在细胞不能增殖的情况,又会出现肿瘤细胞的无限增殖?这个问题,仅从再生角度去理解是不够的。
在干预角度上,这也形成了一个两难局面。如果为了抑制肿瘤增殖而采用某些治疗手段,比如放疗、化疗,就可能进一步加重衰老,比如引发骨髓衰竭;反过来,如果通过促进细胞增殖来改善衰老,又可能增加患肿瘤的风险。因此,这是一个难以两全的问题。
不过,有一个关键点就是我们之前提到的——衰老相关的炎症。这是一个可以 " 一石二鸟 " 的干预靶点。通过抑制慢性炎症,不仅有助于延缓衰老,还可能降低炎症相关疾病的风险。例如在血液系统中,炎症与白血病密切相关。
我们曾做过一个封面设计,将炎症比作多米诺骨牌中的第一张牌,当它被推倒之后,后续的一系列问题也会随之发生。
(九)线粒体
刚才说的是细胞外部,现在我们回到细胞内部。细胞内部一定有一个 " 能量系统 "。就像一个社会需要能量来运转一样,细胞也需要能量。细胞里的 " 能量工厂 " 是谁?是线粒体。
线粒体在提供细胞能量的过程中至关重要,但在线粒体衰老过程中,其功能会逐步下降,质量控制也会出现失衡。可以把线粒体比作一个 " 核电站 " ——它年轻时能提供稳定、安全、廉价的能量;但老化后就可能出现 " 泄漏 " 问题,进而带来严重后果。线粒体衰老的核心问题就是质量控制的下降。
(十)能量代谢
除了能量代谢紊乱,这里面还有一个非常重要的因素——表观遗传。表观遗传可以理解为细胞 " 记住了 " 曾经发生的衰老事件或者能量代谢的异常,从而形成一种遗传性的记忆。
我们此前的研究试图回答一个问题:端粒能很好地解释如皮肤、肠道、血液等可增殖组织的衰老,但对于心脏、大脑这些不再分裂的细胞组织,又如何理解它们的衰老?其实,这就与能量代谢密切相关。
我们曾绘制过一个太极图来表达这一理念。能量代谢如同 " 火 ",并不是越多越好,多了或少了都不好。背景图是心肌细胞的电镜图,密集的黑色颗粒就是线粒体。像心肌细胞、神经元这类线粒体含量极高的细胞,对能量的需求及其代谢紊乱极为敏感,不同组织器官的衰老机制存在差异。
(十一)提升 PGC1 α
那有没有抓手来调控这个系统呢?有的,这个抓手就是PGC1 α。它不仅调控线粒体的生物合成,也调控其质量,是多个信号通路的关键节点,广泛参与线粒体和能量代谢的调控。我们围绕 PGC1 α 的研究发现,通过调控它可以改善动物模型中的心脏衰老,如改善心超功能、优化健康状态等。
但 PGC1 α 作为一个转录因子,并不是一个理想的药物靶点,靶向难度较高。因此,在衰老干预中我们更多思考的是有没有更便宜、更简单、更安全的干预方式。
这时我们关注到 PGC1 α 的下游——NAD。NAD 是辅酶 I,广泛参与细胞的氧化还原反应和生化反应。直接补充 NAD 存在稳定性差、难以穿膜等问题,因此我们考虑补充它的前体物质——NMN。NMN 在一定程度上可以模拟 PGC1 α 的作用。
我们还在其他组织中进行了尝试。例如在肠道中补充 NMN,发现可以延缓肠道的衰老。在神经系统中,也观察到 NMN 对神经髓鞘有改善作用。其机制主要是通过SIRT2,这是一个与长寿相关的基因。
所以,从 PGC1 α 到 NAD 再到 SIRT 形成了一个闭环,贯穿于多个组织器官中,包括肝脏——众所周知,脂肪肝与衰老密切相关。这一环路成为不同器官衰老的共同底层逻辑。
我们曾写过一篇综述,把自己的一些工作与参加会议、阅读文献得到的认知进行整合。衰老机制很多,有炎症、表观遗传、代谢等。但为什么我们把炎症放在第一位,把干预放在最后?其实这是经过深思熟虑的。
首先,炎症在临床上的检测手段相对成熟、成本较低,且精准度较高。其次,干预炎症的手段也非常多样,包括运动、调节肠道菌群、摄入健康功能性食品等。因此,炎症是目前衰老干预中一个较好的靶点。
当然,表观遗传和能量代谢也同样重要,但精准检测手段仍不够成熟,评估困难。而衰老干预一定是要 "干预 + 评估" 并行,才能判断效果。
因此,干预不应仅凭感觉或经验,而需要通过精准的检测和评估,炎症恰好符合这一条件。这并非否定其他机制的重要性,而是目前阶段,炎症是最适合进行干预和评估的切入点。
衰老与再生医学的转化与应用
(一)衰老的现状
在讲完我们的研究和理解之后,也想强调一点:这一领域的大部分研究经费来自国家,花的是纳税人的钱,所以我们必须站在国家需求的角度,从人口发展和经济角度去思考研究的方向。
我们面对的是人口老龄化问题。这是全球性问题,但在我国因人口基数大、发展速度快,其影响更加突出。未来 10~20 年,这一问题将持续加剧。国家也提出发展 " 银发经济 ",我认为方向是对的。
技术研究必须服务于国家发展。在这样的框架下,我们不仅希望延长寿命,更重要的是延缓衰老相关疾病。如果人老了但没有病,那是 " 健康老龄化 "。
因此,我们的研究要从衰老机制和生物时钟出发,弄清楚组织器官的衰老与哪些疾病相关,哪些可以通过我们的技术来干预。
(二)衰老相关疾病
这里就要提到四大慢病:心脑血管疾病、癌症、呼吸系统疾病、糖尿病。
糖尿病是典型的代谢性疾病。心脑血管疾病与炎症密切相关。癌症更是与多种机制相关。呼吸系统疾病也有炎症参与。这四类慢病是 " 健康中国 " 战略中,我们可以通过干预衰老来切入的重要领域。
(三)干预衰老的机遇与挑战
当然,也有人关心如何延长寿命、追求 " 长生不老 "。从秦始皇时代到今天,很多人都在为此努力,尤其是有钱人。
从古代话题到现代科技,中间的痛点在哪里?解决方案又在哪里?答案还是研发。只有基础研究深入,才能不断迭代,发现新的靶点,提出新的策略。
最重要的是,要建立一套有效的衰老评估体系。这是所有干预措施的基础。检测方法不在于复杂,而在于是否有用、是否可行。
(四)衰老标记物与衰老评估
好消息是,我们中国的科学家已经取得显著进展。我们率先成立了衰老标志物联合体,随后美国和欧洲也陆续跟上。大家逐步形成共识,这个体系就叫做 "ABC"(Aging Biomarker Consortium,中国衰老标志物研究联合体)。
该体系将在衰老评估方面提供详尽支持。在国际领域占据高地,必须把这件事做得详细、全面;但在实际应用中,还要进一步考虑其特异性、系统性与实用性。
(五)评估衰老的客观指标
我刚才也提到了 NAD。端粒是细胞核里面的遗传物质,NAD 则是在细胞核外、细胞质中,与线粒体相关的一个分子,这个也是可以检测的。它与衰老的关系非常密切。但问题在于,NAD ⁺这个物质本身非常不稳定,要检测它其实挺难的。我们特意开发了一项技术来解决这个问题,这项技术是我们和糖尿病专家一起合作开发的,用于测量 NAD ⁺水平。
我们发现 NAD ⁺存在一个 " 断崖式下跳 " 的现象,基本就在退休年龄前后开始。这与人们在那个阶段普遍感觉身体衰老、各个组织器官开始出现问题是吻合的,也说明了 NAD ⁺水平与衰老过程密切相关。我认为这是一个非常重要的发现。
另外,人体各个组织器官之间的 " 对话 " 也非常关键。衰老过程因人而异,有的人大脑是短板,有的人是心脏。但只要开始衰老,器官之间就会出现交流和反馈,它不是孤立的,而是系统性的。因此,评估衰老不仅是评估单个器官,也包括器官之间的系统性影响。
(六)抗衰老药物研发的工具
针对这些共性机制,我们现在也在尝试将 AI 技术与中医药结合。中医药作为我国传统医学,在治疗某些特定疾病上可能没有西药来得迅速精准,但在应对多靶点、多机制和系统性衰老方面,中医药展现出非常强的效果,尤其在安全性上表现出优势。我们正在做相关研究,这是一个非常有意思的方向。不过,要想深入理解中医药的复杂作用机制,必须借助 AI,因为用西药的 " 单靶点 " 逻辑是无法解释清楚的。
围绕这些机制,我们总结出了一些研究 " 套路 ":
1、明确药物来源与作用靶点;
2、构建细胞模型与动物模型;
3、开发了一些可视化手段。可视化非常关键,它能帮助我们更客观地评价干预效果。
我们学校有一个全国重点实验室(原国家重点实验室),主要研究生物活性分子与药效优化。这些研究方法我们已经非常熟练,DeepSeek 等 AI 算法也在这方面给了我们很多助力。
我们的研究不仅包括计算实验(干实验),还涉及到实际的湿实验操作,也就是 " 算 " 和 " 做 " 都要结合。计算生物学只是第一步,后面必须有功能验证和筛选,所以我们建立了一整套高通量筛选平台。
此外,动物实验也是必不可少的。任何新的原料或新靶点的验证都不能一上来就进行人体试验,一定要从细胞实验做起。即便是构建出类器官,那也只是生长在培养基中的单一系统,并不能完全代表活体环境,因此还必须进行动物实验,以保障将来对人体应用的安全性。
(七)干细胞及其外泌体的生产和应用
刚才我也提到干细胞,稍微展开一下:干细胞在发挥作用的过程中,很大一部分是通过分泌外泌体来实现的。而外泌体是我们可以工业化生产的。在衰老相关疾病中,比如关节炎,脐带间充质干细胞的局部治疗效果非常好,并且因为它不会影响全身系统,所以安全性非常高。现在在国家试点中已经可以进行收费应用了。
案例:牙齿衰老的新机制和新靶点研发
除了骨骼以外,我们还关注牙齿的衰老问题。牙齿一旦掉了就没有了,换牙也总觉得 " 吃不香 "。但很多人虽然知道牙齿重要,却忽视了更重要的部分——支撑牙齿的牙龈和牙槽骨。我们目前正在研究一种釉质蛋白,它不仅能减少牙病,还能很好地保护牙周组织。
研发这个产品的流程很明确:首先重组蛋白,接着发酵生产,再进行离析纯化,最终得到可以应用的高纯度蛋白。它可以用于牙膏、漱口水,甚至是牙龈注射液。这是我们在牙齿衰老方面的一些尝试。牙齿的丢失一旦发生就不可逆,因此提前的干预非常重要。
案例:皮肤衰老的新机制和新靶点研发
我们在皮肤衰老领域也有研究。年轻皮肤和老年皮肤最大的区别之一就是弹性纤维的流失。我们在这方面也找到了新的靶点和干预策略。我们依托的是一个基因工程平台——无论是刚才提到的重组蛋白,还是牙釉质蛋白、皮肤用胶原蛋白,都是基于这个平台开发的。我们平台本身是用于生产药用生长因子,但在化妆品和食品领域属于 " 降维应用 ",转化效率较高。
这里展示的是一些项目成果,但我要特别说明:这些不是我个人的成果,而是我们整个研究平台的共同成果。这些都有相关的报道和认证支持。
行业政策与未来趋势
(一)中国的老龄化与国家政策
接下来我简单说一下我们所面对的政策环境。中国正在进入人口老龄化阶段," 健康中国 " 的战略已经明确提出。国家在科技和政策层面提供了多项支持政策,强调 " 新质生产力 " 和 " 科技强国 " 战略。
所以,我们不仅要做 " 重复已知 " 的事,不只是通过广告和营销,更要在 " 科技内核 " 上实现突破。比如再生医学,就将在这个过程中发挥重要作用。
(二)政产学研结合与国际合作
此外,我们也强调产学研结合,学科必须交叉。不光是生命科学和医学之间的交叉,还要和数学、AI、物理、化学等领域进行融合。
尽管目前国际合作在某些方面面临阻力,但越是这种时候,越要坚持国际视角。我们必须以全球的标准来进行实验设计与研究推进。
(三)健康管理核心:抗衰老
最后回到 " 慢病 " 问题。从医保支出反推,我们必须做衰老研究。只有解决老龄化相关的问题,医疗支出才能得到真正控制。
暨南大学衰老与再生医学研究院的工作
目前我们所做的这些工作,可以归入 " 养老健康管理 "、" 银发经济 " 范畴。政府也在推动银发经济相关产业园的建设与发展。
我们研究院 2016 年成立于暨南大学,专注干细胞与衰老研究,聚焦于机制探索和成果转化。国家的重点项目为我们提供了经费支持,我们也承担了不少横向合作项目。
我们和许多企业保持合作关系,平台上配备了价值几千万的高端设备(不到 1000 平米的空间里,设备总值超过 4000 万)。通过与我们合作,企业可利用高端设备进行研发,这也是我们鼓励合作的原因之一。
目前我们不仅与传统企业和高校有合作,也在与一些新锐公司建立联合研发中心。这是我们做基因工程药物的研发平台,包括 GMP 级别的车间,从小试质量评估到最终制剂与产品生产,全流程都能覆盖。
愿景与目标
最后想分享我们的愿景:不是活得有多长,而是要健康地活着、有尊严地活着,最终能够优雅地老去。
要实现这个目标,就必须深入理解衰老、科学评估衰老,最终实现有效干预衰老。
谢谢大家。
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