揭示衰老科学密码：从AI到衰老时钟—老生长谈×科学Talk|68期|细胞|ai|生物学

发布日期：2025-01-04 14:19    点击次数：174
『老生长谈』专栏简介：本专栏是一个集中探讨老龄化及相关疾病的公益科普平台，由SATOL·科学Talk与南方科技大学前沿生物技术研究院的吕宇轩教授共同发起。本专栏旨在响应人口老龄化加速带来的全球性挑战，特别是关注衰老带来的多种功能失调和疾病，包括视力下降、肌肉萎缩、癌症、心血管及代谢疾病、慢性炎症和老年痴呆症等。专栏将涵盖从基础衰老生物学研究到最新的老年医学和技术，包括但不限于衰老标志物和时钟的应用、营养与生活方式调整、药物、基因和干细胞治疗等衰老干预措施、以及人工智能和大数据技术在老年生物医学领域的潜在应用。同时，搭建一个促进国内外科学家、临床医生以及产业界技术专家之间对话、合作与共享的桥梁。致力于创新科研技术的探索和转化应用，为延长健康寿命以及预防和治疗老年疾病开辟新径，推动医学和科技的进步。本期科学Talk 荣幸地邀请到北京大学定量生物学中心韩敬东教授，中国科学院北京基因组研究所张维绮研究员带来分享，并由南方科技大学前沿生物技术研究院的吕宇轩教授担任主持嘉宾！5月15日 10:00不见不散~韩敬东博士，北京大学教授，1997年获美国爱因斯坦医学院博士学位，在洛克菲勒大学和达纳法伯癌症研究所接受博士后培训。2004年成为中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员/教授。2010-2019年，担任中科院/马普学会上海合作伙伴计算生物学研究所的所长。2019年，成为北京大学终身教授。研究重点是分子网络的结构和动态推理，采用大规模实验和计算分析相结合的方法，探索网络的设计原理，发现衰老、癌症和干细胞发育等复杂表型是如何通过分子网络调控的。2006年获国家杰出青年科学家奖，2009年获中科院百人计划优秀成果奖，2011年被评为 Max Planck Fellow，2014年被选为 MaxNetAging Fellow，百千万人才工程有突出贡献的中青年专家，2016年获 Faculty 1000 in Developmental Biology 称号。内容摘要衰老是一个复杂的系统过程，我们利用了人工智能（AI）等前沿的实验和计算方法来深入研究。通过 AI 深度学习模型分析 3D 面部图像，我们可以精准地评估一个人的衰老程度，并探究生活方式如何影响衰老过程。此外，利用人工智能（AI），我们发现一种特殊的遗传物质——长非编码 RNA（lncRNAs）在细胞衰老（cellular senescence）过程中起着关键作用，包括调控细胞的炎症反应。我们还发现，某些长非编码 RNA 能保护细胞免受基因不稳定的威胁，从而延缓衰老。最后，我们将分享如何利用 AI 技术来更好地理解衰老和疾病，以及我们最近开发的用于分析细胞衰老变化的 SenCID 程序。这些发现不仅增进了我们对衰老过程的理解，也为可能的抗衰老策略提供了科学依据。Aging is a systems level process and needssystems level models to quantify. We have recently focused our attention onphenotypic images and single cell clocks using a combination of experimental and computational approaches, most recently artificial intelligence (AI). Ourdeep learning AI models trained on either chronological age or perceived age of the 3D facial images can precisely estimate individuals' aging status, andinfer the molecular regulators mediating the impact of lifestyles(Xia et al., 2020).Further analysis of human aging relatedlncRNAs find that they are preferentially involved in senescence associated secretory phenotype and inflammation1. We also found the highly abundant lncRNAKCNQ1OT1 through forming RNA-DNA Triplex targets and represses the evolutionarily young transposon elements in a sequence specific manner, thus guards the cells against genome instability and cellular senescence(Zhang et al., 2022). I will also discuss our recent results using AI to decipher aging and disease status (Zhu et al. 2023), and our recent Senescence Identification (SenCID) program for single cell senescence trajectory and perturbation analyses (Tao et al. 2024).张维绮博士，中国科学院北京基因组研究所（国家生物信息中心）研究员，现任中国生物物理学会衰老生物学分会秘书长、中国细胞生物学理事、中国细胞生物学干细胞分会理事、中国细胞生物学标准工作委员会委员。作为项目负责人主持包括“灵长类干细胞衰老的表观遗传研究”、“细胞衰老机制及其干预研究”和“器官衰老与器官退行性变化的机制”等多项国家研究计划项目。在 Cell，Nature，Science 等发表通讯或第一（含共同）论文 90 余篇，两次受 Cell Stem Cell 专访，获 2021 年中国细胞生物学学会干细胞分会青年研究员奖，代表性成果入选中国 2023 年度重要医学进展、2020 和 2023 中国科学十大进展、2020 中国科学院杰出科技成就奖、2018/2020/2023 中国生命科学十大进展。任 Gerontology 等杂志编委以及《中国科学：生命科学》的青年编委内容摘要衰老是生物体随时间发生的退行性变化，导致多种慢性疾病。研究衰老动力学、生物标志物、驱动力和干预靶点至关重要。我们建立了人干细胞与灵长类动物研究衰老的新范式，解析了器官衰老特征和关键靶标，构建了衰老系统观和中国女性多维衰老时钟，提出了表观遗传重塑延缓细胞衰老的概念，并探索了天然产物和干细胞重编程作为延缓衰老的新策略。专栏发起人及特邀主持嘉宾吕宇轩教授，南方科技大学前沿生物技术研究院研究助理教授，德国马普衰老生物学所（客座）研究员，欧洲 EMBO 和玛丽居里双料学者，欧盟"欧洲未来科研领袖"人才称号，德国外交部官方门户授予“德国人才”称号。曾在德国与衰老领域国际著名专家、德国马普衰老生物学所创所所长、英国皇家学会副主席、美国外籍院士 Linda Partridge 教授团队从事研究工作。近五年在 Nature、Nature Aging （2 篇）、eLife、PNAS 等期刊上发表文章。其《雷帕霉素抗衰老三部曲》研究成果在德国马普学会（科研排名全球前三）近 90 个研究所的一众重大突破性成果中被为年度学会科研亮点。任 eLife、EMBO reports、Science advances 等多个国际知名杂志审稿人。Longhack 国际抗衰老创业大赛冠军，基于其研究成果的老年疾病药物研发初创孵化项目截止为止共获得约 250 万资助。在 2024 年初正式回国加入南方科技大学。