逆轉(zhuǎn)衰老新希望！呂宇軒/鮮波/朱健康等系統(tǒng)解析高通量篩選+AI，加速“長(zhǎng)壽藥”從實(shí)驗(yàn)室走向臨床

編輯丨王多魚

排版丨水成文

隨著全球人口老齡化加劇，如何延長(zhǎng)“健康壽命”并精準(zhǔn)干預(yù)“生物學(xué)年齡”，已成為生物醫(yī)學(xué)的核心命題。

近日，南方科技大學(xué)呂宇軒研究員、電子科技大學(xué)鮮波副研究員、澳門科技大學(xué)朱健康院士及德國(guó)馬克斯·普朗克進(jìn)化生物學(xué)研究所、萊布尼茲老齡化研究所、中國(guó)科學(xué)院營(yíng)養(yǎng)與健康研究所等國(guó)內(nèi)外多家頂尖科研機(jī)構(gòu)的跨學(xué)科專家團(tuán)隊(duì)（吉興坤、潘彥、雷家俊為共同第一作者），在國(guó)際衰老研究權(quán)威期刊AgeingResearch Reviews上發(fā)表了題為：High-Throughput Screening for Ageing and Age-Related Disease Drug Discovery: Advances and Challenges 的長(zhǎng)篇綜述。

該綜述系統(tǒng)探討了利用線蟲、果蠅及非洲鳉魚等短壽命模型，結(jié)合自動(dòng)化高通量篩選（HTS）與人工智能（AI）技術(shù)，在加速新型抗衰藥物（Geroprotectors）發(fā)現(xiàn)方面的最新突破、技術(shù)挑戰(zhàn)及臨床轉(zhuǎn)化路徑。

衰老是癌癥、心血管疾病及神經(jīng)退行性疾病共同的核心誘因。盡管現(xiàn)代醫(yī)學(xué)顯著延長(zhǎng)了人類的平均壽命，但“健康壽命”（Health Span）卻未能實(shí)現(xiàn)同步增長(zhǎng)，導(dǎo)致個(gè)體在晚年往往深陷失能與多病狀態(tài)。

在抗衰藥物研發(fā)管線中，傳統(tǒng)的細(xì)胞系模型難以模擬復(fù)雜的個(gè)體衰老，而斑馬魚、小鼠等脊椎動(dòng)物模型雖具代表性，但其長(zhǎng)達(dá)數(shù)年的壽命使得研發(fā)周期與成本極高。

本綜述聚焦于與人類衰老機(jī)制高度保守的短壽命模型：線蟲與果蠅，并重點(diǎn)探討了非洲鳉魚這一脊椎動(dòng)物“新星”在橋接轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)中的關(guān)鍵作用，提出了一套整合多組學(xué)、自動(dòng)化監(jiān)控與AI視覺推理的“抗衰藥物發(fā)現(xiàn)新范式”。

一、三大模型生物：抗衰藥物篩選的“先鋒隊(duì)”

為了彌補(bǔ)體外實(shí)驗(yàn)與人體臨床之間的巨大鴻溝，研究人員正利用不同生物復(fù)雜度的模型構(gòu)建梯度篩選平臺(tái)（圖1）：

秀麗隱桿線蟲（C. elegans）：憑借 15-25 天的極短壽命及完全透明的身體，成為研究胰島素信號(hào)通路、線粒體應(yīng)激及蛋白穩(wěn)態(tài)的經(jīng)典首選模型。

黑腹果蠅（Drosophila）：擁有約 75% 的人類致病基因同源性。其 1-2 個(gè)月的壽命跨度，加之明確的性別差異與晝夜節(jié)律，使其成為研究中樞神經(jīng)系統(tǒng)、腸道、肌肉衰老及性別特異性干預(yù)的理想平臺(tái)。

非洲鳉魚（Killifish）：作為實(shí)驗(yàn)室中最短命的脊椎動(dòng)物（4-6 個(gè)月），它完美填補(bǔ)了無脊椎動(dòng)物與哺乳動(dòng)物之間的空白，具備脊椎動(dòng)物特有的適應(yīng)性免疫及復(fù)雜的組織再生能力。

二、從“手動(dòng)計(jì)數(shù)”到“數(shù)智化監(jiān)測(cè)”

傳統(tǒng)的衰老研究依賴人工觀察，通量低且主觀性強(qiáng)。該綜述詳細(xì)介紹了 WormBot（線蟲機(jī)器人）、Lifespan Machine（壽命機(jī)器）及 DIAMonDS（果蠅個(gè)體活動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）等前沿硬件。

這些平臺(tái)集成了高通量攝像頭追蹤、微流控芯片和紅外傳感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)成千上萬(wàn)個(gè)實(shí)驗(yàn)個(gè)體從出生到死亡的全生命周期自動(dòng)化監(jiān)控。這種“無人值守”的檢測(cè)模式不僅極大提升了篩選通量，更確保了數(shù)據(jù)的客觀性與可重復(fù)性。

三、靶向衰老標(biāo)識(shí)：從“活得久”到“老得慢”

該綜述強(qiáng)調(diào)，現(xiàn)代篩選目標(biāo)已從單純的“延長(zhǎng)壽命”轉(zhuǎn)向?qū)λダ蠘?biāo)志物（Hallmarks of Ageing）的深度干預(yù)：

原發(fā)性標(biāo)志物：利用熒光報(bào)告系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)體內(nèi)蛋白穩(wěn)態(tài)（Proteostasis）失衡與氧化應(yīng)激水平。

拮抗性標(biāo)志物：動(dòng)態(tài)追蹤線粒體形態(tài)演變（從網(wǎng)絡(luò)狀到碎片化），篩選精準(zhǔn)改善線粒體功能的代謝調(diào)節(jié)劑。

綜合性標(biāo)志物：

• “藍(lán)精靈”實(shí)驗(yàn)： 通過腸道完整性受損導(dǎo)致的“全身藍(lán)色滲漏”表型，提前預(yù)判個(gè)體死亡風(fēng)險(xiǎn)，成為評(píng)估腸道屏障與系統(tǒng)性炎癥的關(guān)鍵指標(biāo)。

• 行為組學(xué)追蹤：斯坦福大學(xué)等團(tuán)隊(duì)開發(fā)的聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)化喂食系統(tǒng)，不僅能精確控制熱量攝入，還能開展復(fù)雜的視覺關(guān)聯(lián)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)，從而評(píng)價(jià)藥物對(duì)脊椎動(dòng)物認(rèn)知功能及社交行為的改善作用。

四、“反向轉(zhuǎn)化”策略：加速老藥新用

不同于傳統(tǒng)的“從實(shí)驗(yàn)室到臨床”的線性邏輯，綜述特別強(qiáng)調(diào)了“反向轉(zhuǎn)化”（Reverse Translation）的巨大潛力。以二甲雙胍、SGLT2 抑制劑及 GLP-1 受體激動(dòng)劑為例，這些藥物最初用于代謝性疾病，但在人群大規(guī)模流行病學(xué)數(shù)據(jù)中展現(xiàn)了顯著的抗衰老潛力。通過在短壽命模型中進(jìn)行快速、高通量的機(jī)制驗(yàn)證，研究者得以迅速厘清其是否通過保守的長(zhǎng)壽通路（例如 AMPK 或 mTOR）發(fā)揮作用，極大地縮短了藥物從“臨床發(fā)現(xiàn)”到“機(jī)制確認(rèn)”再到“廣泛應(yīng)用”的周期。

未來的衰老藥物發(fā)現(xiàn)將是“干濕結(jié)合”的混合管線：從 AI 輔助的億級(jí)分子虛擬設(shè)計(jì)，到自動(dòng)化機(jī)器人平臺(tái)的生物驗(yàn)證，再到器官芯片的人體模擬。這一閉環(huán)系統(tǒng)正以前所未有的速度縮短研發(fā)周期，助力人類跨越“健康鴻溝”，向“健康老齡化”的目標(biāo)全速前進(jìn)。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.arr.2026.103124