Cell：年轻18岁！国人团队揭示神药“二甲双胍”延缓衰老的机制
Cell：年轻18岁！国人团队揭示神药“二甲双胍”延缓衰老的机制
衰老可以被延缓吗？这一自古以来困扰人类的问题，如今在科学家的实验室中得到了答案。
2024年9月12日，中国科学院动物研究所的刘光慧团队，与北京基因组研究所（国家生物信息中心）的张维绮以及动物研究所的曲静团队合作，在Cell杂志上发表题为“Metformin decelerates aging clock in male monkeys”的研究。
该研究发现，二甲双胍能够显著降低灵长类动物的生物年龄指标，包括多组织DNA甲基化年龄和转录组年龄，以及血浆蛋白和代谢物年龄，效果最高可达6岁，相当于人类的18年。
衰老是一个涉及器官功能减退和多种疾病发生的复杂生理过程。为了减轻医疗系统的负担，科学家们一直在探索延缓衰老的有效方法。在众多实验动物中，食蟹猴因其与人类生理结构和功能的相似性，成为衰老研究的理想模型。
在这项研究中，科学家们采用了包括生理功能评估、医学影像、多参数血液检测、多组织病理分析和多维生命组学在内的跨学科技术手段，对中老年雄性食蟹猴进行了长达40个月的追踪观察。结果显示，长期服用二甲双胍的个体在减轻大脑皮层萎缩、提升认知功能、延缓牙周骨流失，以及保护肝脏、心脏、肺脏、小肠和骨骼肌等多组织器官方面，均表现出明显的衰老延缓效果。
图1. 二甲双胍延缓灵长类动物大脑衰老并增强认知功能
研究发现，二甲双胍对灵长类衰老的保护作用不依赖于其传统的血糖和代谢调节功能。它通过直接作用于细胞，激活Nrf2介导的抗氧化基因表达网络，从而延缓细胞衰老。这一发现为二甲双胍的衰老保护机制提供了科学依据，并为衰老干预药物的研发指明了方向。
图2. 二甲双胍延缓人类神经元衰老
研究团队还利用机器学习模型，构建了多维度的灵长类组织器官衰老评估模型，精确评估了二甲双胍延缓衰老的系统效应。研究发现，二甲双胍能够显著降低灵长类动物的生物年龄指标，包括多组织DNA甲基化年龄和转录组年龄，以及血浆蛋白和代谢物年龄，效果最高可达6岁，相当于人类的18年。在大脑的额叶区域和肝脏中，这种延缓衰老的效果尤为显著。在单细胞水平的高精度衰老时钟评估中，二甲双胍显著延缓了大脑中多种神经细胞，以及肝脏中的肝细胞的衰老进程，相当于将这些细胞的衰老速度减慢了5至6年，换算为人类年龄约为15至18岁。
图3. 二甲双胍重置灵长类多维衰老时钟
此项研究不仅为延缓衰老领域注入了新的活力，也为评估人类衰老干预的有效性和异质性提供了新的范式和标准。这标志着人类在延缓衰老的道路上迈出了重要一步，老年医学的研究重点正逐步从单一慢病治疗转向对衰老的系统干预。未来，二甲双胍或有望成为抗击人类衰老的重要工具，为预防和治疗衰老相关疾病开辟新的途径。
中国科学院动物研究所刘光慧研究员、中国科学院北京基因组研究所张维绮研究员和中国科学院动物研究所曲静研究员为论文的共同通讯作者。中国科学院动物研究所博士研究生杨远涵、中国科学院北京基因组研究所硕士研究生陆晓雍、中国科学院生物物理研究所刘宁研究员、中国科学院动物研究所/北京干细胞与再生医学研究院马帅“致一”研究员、首都医科大学安贞医院张慧助理研究员、中国科学院生物物理研究所张之一副研究员为论文的并列第一作者。