照镜子时,你看到的是一个完整的自己。但在微观层面,你的身体其实早已分裂成了无数个陌生的版本。
这可不是科幻片的脑洞。根据此前一篇《Nature》子刊的[1]报道,在衰老过程中,我们的干细胞会在成千上万次分裂中“手滑”出错,这些错误的源头一旦产生,就会被复制到无数血液细胞中,像一块块不规则的补丁,把我们的身体拼成了一幅杂乱的“马赛克”画像。
但这幅画像的可怕程度,可能远超所有人的想象。最近,发表在《Nature》正刊上的一项涵盖90多万人的研究数据表明[2]:还有一种长期被现有技术忽略、藏得更深的马赛克形式——随着衰老,你的基因组正在物理层面上失控变长。
被敲击了无数次的回车键
DNA重复序列扩增,通俗来讲就是你基因组里本身就有一些短的、重复的片段(比如CAGCAG……),本来只用输入三次CAG,但随着衰老,你的血液细胞仿佛在那一刻睡着了,手指压在键盘上没松开,打出了几百个“CAG”。
图注:真实的马赛克细胞如何从背景噪音中脱颖而出——这些多出来的片段是实实在在长在你的细胞里
这并不能简单把锅甩给“基因突变”,它更像是基因结构在物理层面上的延伸。而且,这种注水池现象在人群中十分普遍,也就是说,当你老去的时候,你的基因组还在血液中不断地进行自我复制和加长。
万幸的是(?),这种现象并没有在全基因组无差别泛滥,它会抓着少数几个特定的基因薅——转录因子TCF4(负责神经和免疫的关键基因) 就是那个被薅得最惨的
在年轻人的血液中,TCF4基因的重复序列通常短小稳定;可一旦跨过50岁门槛,血液细胞里携带的“超长版”TCF4比例就开始直线飙升。就好比原本只写三遍的东西,却因衰老在身体中的某个环节中自动循环了三十遍、三百遍,把整个基因序列给撑得大大的。
图注: TCF4 基因的扩增比例在 50 岁后(深绿色三角形)直线飙升,远超其他基因(左);每一个向右延伸的黑点,都代表一个被物理“撑大”的基因片段,例如原本短小的序列在某些人的血液细胞中被错误复制了数百次(横坐标甚至达到 900)(右)
但这不仅是变长那么简单。这种复读机式的错误,像极了一种致命遗传病的微缩版——亨廷顿舞蹈症。这种病的病根,就是因为某个特定基因的CAG重复序列发疯似地变长,才导致了严重的神经退行性病变[3]。
罕见病,众生相
但这次不同了:现在“加长”并不是极少数倒霉蛋的专利,而是全人类共有的衰老特征,区别只在于,你的基因变长速度是像蜗牛爬,还是像跑车飙。
问题来了,既然这套“加长机制”在某些疾病里如此致命,为什么在我们变老的过程中,身体却没有阻止它?
这就要提到那个令人大跌眼镜的真相了。通过全基因组关联分析(GWAS)顺藤摸瓜,科学家们找到了出问题的元凶,但赫然在列的名字——MSH3、FAN1、PMS2……竟全都是DNA错配修复蛋白?导致基因序列变长的“内鬼”,是自己人?
图注: TCF4 (正常衰老,上半部分)与 HTT(亨廷顿病下半部分)体细胞扩增的遗传结构对比,图中高耸的信号峰表明,MSH3、FAN1 和 PMS2 等 DNA 修复基因在上下两图中均表现出极强的关联信号
这听起来很反直觉,但事实确实如此。因为DNA里的这种重复序列(STRs)结构非常特殊,滑溜溜的,在复制时很容易像拉链没拉好一样,鼓出一个小环。
正常的修复逻辑应该是把这个多余的小环切掉,但在处理这种特殊结构时,以 MSH3 为首的修复蛋白组合似乎出现了误判。它们的一通操作不仅没把小环切掉,反而错误地把这一段多出来的序列当成了正常结构给保护了起来。于是……每一次错误的修复,实际上都变成了一次物理上的加长。
更要命的是,这种“越修越长”的Bug,在每个人体内的严重程度是天差地别的。
如果你运气好,遗传到了一个比较“佛系的”MSH3基因变体,你的DNA扩增速度就会很慢,体细胞突变积累得也少;反之则会导致你的扩增速率比普通人快出4倍之多。每一次修复系统的瞎忙活,都在微观层面拉开了人与人的差距,这也就是为什么同样是衰老,有人是被岁月轻抚,有人却像是被按了快进键。
图注:每一条线代表携带不同遗传风险(修复蛋白变体)的人群。随着年龄增长,携带“激进型”基因变体的人(深蓝色线),其体内的基因扩增速度远远甩开了携带“佛系型”变体的人(浅蓝色线)
但这绝不仅是一串数字而已。这种基因内部的物理延伸,最后都会“玩真的”,它们会突破细胞的界限,以一种极其具象、甚至惨烈的方式折射到我们身上。
变长的序列,器官的慢性毒药
在本文提到的18个基因位点中,TCF4其实是个“雷声大雨点小”的角色,它的变长虽然看着吓人,但目前来看,更多是充当了衰老时钟的角色,只记录你身体的混乱程度。但这位就不一样了——GLS 基因(负责细胞代谢),这货可是实打实的“炸弹”
研究结果表明,当 GLS 基因里的 CAG 重复序列扩增超过一定的阈值(大概是45次以上),它就不再是无害的马赛克,而是直接变成了攻击器官的毒源:血液里携带“超长版”GLS基因的人,患上慢性肾病5期(尿毒症边缘)的风险增加14倍,患肝脏疾病的风险增加了3倍
图注:携带“超长版” GLS 基因的人群,患各类肝肾疾病的风险明显增加。其中患慢性肾脏病 5 期(即尿毒症边缘)的风险更是高达 14 倍(最下方红条所示)
对此,科学家的解释非常直接:并不是因为 GLS 基因失去了原有的功能,而是它产生了一种额外的生化毒性,这些过度扩增的基因片段被转录为 RNA 后,无法被正常处理,而是在细胞核内异常堆积,把细胞里原本用来维持正常功能的蛋白黏住,造成其功能丧失。
这意味着这种毒性积累并不是在老年的某一天突然爆发的,而是一场漫长且隐秘的侵蚀,那些携带超长 GLS 基因的人,早在肾脏彻底衰竭之前,其血液里的谷氨酰转肽酶和胱抑素 C水平就已明显升高(前者表明肝胆损伤,后者是评估肾功能受损的敏感指标)。
图注:随着 GLS 基因长度增加(横坐标向右),受试者体内的肝肾损伤标志物(GGT 和 Cystatin C)水平呈现出明显的上升趋势
这也为临床上许多“原因不明”的器官早衰提供了一个新的遗传学解释:
在现实中,确实存在一部分人群,他们既没有糖尿病、高血压等明确诱因,但肾脏等器官却比同龄人衰老得快得多。现在的答案很可能是他们的器官细胞常年浸泡在基因扩增产生的“RNA 毒性环境”中,长期处于亚健康的高负荷状态。
时光派点评
回顾本文,不难发现,衰老已经慢慢变成了一个可以被具象化实体过程: GGT 升高、Cystatin C 异常以及基因序列变长等等。
虽然我们目前还无法通过吃药把变长的基因缩回去,但至少有了监测它的方法。在那些不可逆的器官损伤发生之前,血液指标的微小波动和基因测序的结果,就是身体发出的最明确的求救信号。
参考文献
[1] Kapadia, C. D., & Goodell, M. A. (2024). Tissue mosaicism following stem cell aging: blood as an exemplar. Nature aging, 4(3), 295–308. https://doi.org/10.1038/s43587-024-00589-0
[2]Hujoel, M. L. A., Handsaker, R. E., Tang, D., Kamitaki, N., Mukamel, R. E., Rubinacci, S., Palamara, P. F., McCarroll, S. A., & Loh, P. R. (2026). Insights into DNA repeat expansions among 900,000 biobank participants.Nature, 10.1038/s41586-025-09886-z. Advance online publication. https://doi.org/10.1038/s41586-025-09886-z
[3]https://www.nature.com/articles/d41586-018-05174-1
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