人工智能揭开肌肉衰老背后的秘密基因

一项研究利用人工智能揭示了影响肌肉衰老的基因，凸显了 USP54 的重要作用。这些发现可能有助于开发针对性疗法和运动干预措施，从而延长老年人的肌肉健康和功能独立性。

科学家对肌肉老化提供了新的见解，通过使用人工智能识别了关键基因和机制。

这项研究分析了年轻人和老年人的基因表达，强调 USP54 是肌肉退化的关键基因。研究结果表明，潜在的新药物靶点和基于运动的干预措施可以保持肌肉质量并预防与年龄相关的残疾。

英国诺丁汉特伦特大学的研究人员希望他们的新研究成果将有助于延缓衰老的影响。

肌肉老化是每个人都会经历的自然过程，随着时间的推移，肌肉质量、力量和耐力会逐渐下降。这种衰退与老年人跌倒和身体残疾的增加密切相关。

这项研究为推动肌肉衰老的基因和机制提供了新的见解。研究人员认为，他们已经确定了潜在的药物靶点，为减缓肌肉衰老和帮助肌肉减少症患者（一种因衰老而加速肌肉流失的疾病）的疗法铺平了道路。

体育锻炼是目前唯一推荐的治疗肌肉老化和肌肉减少症的方法，在延长寿命和延缓与年龄相关的疾病的发生方面显示出益处。

这项新研究涉及分析年轻人（21-43岁）和老年人（63-79岁）与肌肉老化和阻力运动相关的基因表达数据集。

利用人工智能，研究人员能够识别影响衰老或运动或受其影响的前 200 个基因，以及它们之间最强的相互作用。

他们发现，一种特殊的基因——USP54——似乎在老年人肌肉老化和肌肉退化的过程中起着关键作用。

随后，通过对老年人的肌肉活检，进一步证实了这一发现的意义，发现该基因在肌肉中高度表达。

他们还发现了几种潜在的与阻力运动相关的基因。虽然还需要进一步研究，但该团队认为，这些基因可能有助于开发更明智的运动干预措施，以保持老年人的肌肉质量，这对减轻跌倒和残疾至关重要。

诺丁汉特伦特大学肌肉骨骼生物学专家 Lívia Santos 博士指出：“我们希望找到可以利用的基因，以延缓衰老过程的影响并延长健康寿命。”

“我们利用人工智能识别了迄今为止尚未发现的与肌肉衰老相关的基因、基因相互作用以及分子途径和过程。我们用 20 种不同的方式分析数据，每次都发现重要的基因是相同的。”

“肌肉老化是一个巨大的挑战。随着人们肌肉质量和力量的下降，我们看到他们的步态发生变化，这使他们更容易摔倒，但他们也面临出现一系列身体残疾的风险，这使其成为一个重大的公共卫生问题。”

“我们迫切需要了解调节肌肉衰老的机制。这对于帮助预防和治疗肌肉减少症以及提高老年人的依赖程度至关重要。”

“这项研究表明，人工智能有可能为肌肉老化和肌肉减少症领域带来益处。”研究员 Janelle Tarum 博士表示：“人工智能以前从未在骨骼肌质量调节领域使用过。这促使我们利用它来发现新基因，以更好地理解和预测肌肉减少症，或将其用作可能有益于肌肉减少症研究的疗法的目标。”

这项研究还涉及瑞典卡罗琳斯卡大学医院和卡罗琳斯卡学院以及安格利亚鲁斯金大学，研究结果发表在《恶病质、肌肉减少症和肌肉》杂志上。

参考文献：“人工神经网络推理分析确定了与骨骼肌老化相关的新基因和基因相互作用”，作者：Janelle Tarum、Graham Ball、Thomas Gustafsson、Mikael Altun 和 Lívia Santos，2024 年 8 月 29 日，《恶病质、肌肉减少症和肌肉杂志》。DOI：10.1002/jcsm.13562