衰老并非所有器官以相同速度发生的单一过程，而是伴随着不同组织在细胞、微观结构和器官层面的复杂变化。既往衰老研究主要集中在基因、蛋白质和细胞层面的变化，但这些指标并不能完全反映组织结构和器官功能的衰退。
因此，如何从人体组织层面刻画衰老，并区分正常衰老与疾病相关的异常衰老至关重要。
2026年8月，来自维也纳大学的研究团队在Nature Medicine杂志发表题为“Histological aging signatures for monitoring tissue-specific aging and disease”的研究论文。
该研究纳入983名个体、40种组织的25,712张组织病理学图像，通过深度学习开发 “组织时钟”，利用组织形态预测生物学年龄，并进一步分析组织衰老与分子变化、疾病及临床因素之间的关系。
研究人员首先根据GTEx项目中983名个体、40种组织的25,712张组织病理学图像，开发“组织时钟”。通过对组织学和病理学特征进行分析，发现随着年龄增长，多种器官普遍出现组织萎缩、微血管减少和纤维化增加，而上皮及增生相关特征减少。同时，不同器官又具有独特的衰老表现，例如骨骼肌脂肪浸润、子宫微血管减少以及外周神经萎缩。
通过将组织时钟与DNA甲基化年龄时钟进行比较，发现两者并不完全一致，提示它们反映的是衰老的不同维度。在结肠和肺组织中，组织学年龄与共病负担的关联更加稳定；而在端粒长度方面，DNA甲基化时钟表现相当或更好。因此，组织学年龄能够从组织结构和器官状态层面提供独特的衰老信息。
研究人员进一步整合组织学和RNA-seq数据发现，与实际年龄相比，组织学推断的生物学年龄能够捕捉到更明显的转录组变化。衰老过程中，凋亡、炎症、p53、细胞衰老和SASP等通路增强，而有丝分裂、脂肪生成和氧化磷酸化等通路下降，说明组织结构变化能够反映长期累积的分子和细胞损伤。
此外，研究还发现，个体不同组织之间存在明显的衰老差异。有些人整体衰老速度较慢，而另一些人则表现出一个或少数几个组织明显加速衰老，甚至出现心脏、肺或胃等单个器官明显“更老”的情况。这说明人的生物学年龄并非一个简单的数字，而可能由不同器官各自的衰老状态共同构成。
值得指出的是，多种疾病和临床因素与组织年龄加速相关。例如，肾衰竭与多个组织的加速衰老相关，2型糖尿病与胰腺衰老相关，慢性呼吸系统疾病与肺组织衰老相关。部分因素还会影响疾病主要靶器官之外的组织，提示疾病可能通过全身性机制影响器官衰老。
最后，在独立队列中，研究人员发现不同疾病呈现不同的器官衰老模式。例如，克罗恩病主要涉及多个胃肠道组织，血管炎则与肾脏、肝脏和心脏衰老相关；阿尔茨海默病主要表现为脑组织衰老。部分疾病还伴随非主要靶器官的衰老，提示这种方法可能用于疾病早期检测和器官衰老监测。
总的来说，这项研究通过大规模组织病理图像建立了覆盖多种器官的“组织时钟”，证明组织结构能够反映生物学年龄，并与端粒缩短、病理负担和共病相关。同时，研究揭示了明显的器官特异性衰老，不同器官在同一个人身上可能以不同速度衰老。
更重要的是，研究证明血液基因表达能够在一定程度上预测不同器官的衰老状态，并识别阿尔茨海默病、卒中和克罗恩病等疾病相关的器官衰老模式，为通过血液监测组织衰老和疾病提供了新的思路。
参考文献：
https://www.nature.com/articles/s41591-026-04566-5
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