Journal of Advanced Research |中山大学公共卫生学院（深圳）杨燕教授团队揭示小鼠多器官衰老的关键转折阶段及肠道菌群的协同变化

       近日，中山大学公共卫生学院（深圳）杨燕教授团队在国际学术期刊《Journal of Advanced Research》在线发表了一项研究成果，题为“Nonlinear Trajectories of Multi-Organ Aging and Microbial Associations in Mice”。

       衰老是一个涉及多器官系统在分子、细胞及组织层面逐步累积变化的复杂生物学过程。随着系统生物学与多组学研究的深入，越来越多的证据表明，衰老并不遵循简单的线性轨迹，而是呈现出显著的阶段性波动及非线性特征，不同器官的衰老进程中存在明显的时间异步性。然而，既往研究多集中于单一器官或局部指标，缺乏对机体和多器官整体衰老进程的系统性整合与时间维度刻画。与此同时，肠道菌群作为宿主重要的代谢调控枢纽，在衰老过程中会发生显著重塑，但其变化是否与多器官衰老在时间维度上呈现协同演化规律，以及这种关联是否具有器官特异性，目前仍缺乏系统性证据。因此，从“多器官—多时间尺度—微生物组”整合视角出发，解析衰老过程的动态演进规律，成为该领域亟待突破的重要科学问题。

       本研究以C57BL/6J雄性小鼠为模型，覆盖4至26月龄六个关键生命阶段（大致对应人类成年至高龄阶段），在各年龄节点系统采集粪便、血浆、肝脏、结肠及脑组织样本，从而构建跨器官、多维度的衰老表型数据库。在表型层面，研究综合考察了行为学、解剖学、血液学、生理生化、组织病理学、氧化应激、炎症及功能指标等多个维度，实现对多器官衰老状态的多尺度量化描述。在方法学层面，研究创新性地融合偏最小二乘回归与广义加性模型，对各类别指标进行降维整合，构建能够反映整体衰老特征的综合评分，并据此绘制各器官随年龄变化的连续衰老轨迹曲线。这种非线性建模策略，能够识别多器官衰老过程中潜在的峰值转折节点，从而为解析衰老节律提供了量化工具。研究结果显示，多器官呈现出各自特异的衰老轨迹：血浆和结肠的衰老峰值转折时间较为接近，分别在约22.9和21.7月龄达到衰老峰值；肝脏衰老轨迹呈现双相变化特征，在约17.3和25.3月龄出现衰老峰值；大脑的衰老峰值转折时间出现在约17.8月龄。整体而言，小鼠在17至25月龄之间存在一个相对集中的衰老转变阶段，可视为多器官功能衰退加速的关键窗口期。

       此外，肠道菌群在衰老过程中会发生显著重塑，尤其在多器官衰老的关键转变阶段，与疾病相关的菌属显著富集，而与健康相关的有益菌显著减少。采用时间序列聚类方法可识别出肠道菌群主要存在六种动态变化模式。研究进一步揭示了菌群与器官特异性的关联模式：不同菌群变化与不同器官表型之间存在差异化关联，其中对血浆指标和结肠功能的关联尤为显著。这一发现提示，不同的肠道细菌可能影响特定器官的衰老进程。

       总体而言，本研究从时间轨迹的角度出发，构建了一个整合多器官表型与肠道菌群动态变化的系统研究框架，为理解多器官衰老过程提供了关键的时间参照，为制定基于“时间窗口”的精准干预策略奠定了理论基础，还为探索以肠道菌群为靶点的干预策略提供了重要科学依据。未来，结合多组学整合分析与因果推断方法，并通过干预性实验（如粪菌移植等）进一步验证肠道菌群在衰老调控中的作用机制，有望推动相关研究向临床转化，为延缓衰老及防治衰老相关疾病提供新的理论支撑与实践路径。

       中山大学公共卫生学院（深圳）为文章第一署名单位，杨燕教授为通讯作者，博士生何芳为第一作者。研究获国家自然科学基金重点项目及广东省高等教育学会“十四五”规划2025年度高等教育研究重点课题的资金资助。论文链接：https://kwnsfk27.r.eu-west-1.awstrack.me/L0/https:%2F%2Fdoi.org%2F10.1016%2Fj.jare.2026.04.057/1/0102019de00cf65a-b6b5c3cb-e92a-4a15-ba0c-1d33e7dfbe7f-000000/z2-BlJaCWdnBTe3kEsFSLPv7PuU=473

撰稿：杨燕课题组

初审：邓淇文 

审核：孙力涛

审核发布：汪宗芳