在最近发表于《npj 衰老》杂志的一项研究中，研究人员开发出了一种尿液微小核糖核酸（miRNA）衰老时钟，该时钟能够根据尿液中的 miRNA 谱图预测个体的生理年龄，而偏差则被用作生物年龄加速的间接指标，而非对生物年龄的直接测量。

衰老仍是导致慢性疾病的主要因素，然而可靠的、非侵入性的生物年龄指标却十分有限。衰老时钟是基于生物标志物的模型，它通过年龄相关的特征来估算生物年龄，而与实际年龄的差异则反映了衰老的速度。这些时钟与患病风险和死亡风险相关联，并被用于划分健康风险并评估干预措施。

微小 RNA（miRNAs）与与年龄相关的疾病及衰老有关。基于皮肤、血液和血浆中 miRNAs 的衰老时钟已经开发出来。除了皮肤之外，固体组织也表现出与年龄相关的可重复的 miRNA 变化。虽然组织或血液采样需要在医疗机构进行侵入性操作，但尿液则是一个非侵入性、可扩展且成本低廉的外泌体（EV）miRNA 来源，然而它仍未得到充分研究，并且受到与水分状态、尿液浓度和采集条件相关的分析前变异性的影响。

研究设计与人群抽样
在本次研究中，研究人员基于尿液中的外泌体微小 RNA（uEV-miRNA）开发并验证了一套衰老计时器。这些尿液样本来自 6331 名在日本普通人群中接受癌症筛查测试的个体，而非来自临床确诊的疾病患者群体。通过问卷收集了有关年龄、性别、身高、体重、吸烟和饮酒状况、运动情况以及合并症等数据。合并症是通过自我报告获得的，尿液样本经过处理以去除细胞和碎片，并提取出外泌体。提取了 RNA，并制备了小 RNA 库。

测序与生物信息处理
对文库浓度进行了定量，并对等摩尔的文库进行了测序。读取序列依次与人类小 RNA 参考序列进行比对，顺序为：微小 RNA、转运 RNA（tRNA）、tRNA 衍生片段（tRFs）、piwi 相互作用 RNA（piRNA）和核糖体 RNA（rRNA）。未与上述任何小 RNA 参考序列匹配的读取序列则与人类信使 RNA（mRNAs）和 hg19 基因组进行比对。

每个样本的总 miRNA 计数过滤阈值至少为 100,000 个。此外，分析仅限于在所有样本中至少出现一半的 miRNA，以排除偶尔表达或罕见的 miRNA。该团队利用参与者的元数据和倾向得分匹配创建了训练集和测试集。训练集包含 2，400 名参与者，测试集包含 2，840 名匹配个体（测试集 1）。

模型开发与验证策略
为进行验证，我们收集了一个独立的数据集——测试集 2，共包含 1091 名个体。我们利用轻型梯度提升机（LightGBM）回归器，根据尿液中的微小 RNA 表达量来构建年龄模型。在训练和内部验证完成后，每个模型均在测试集 1 和测试集 2 上进行评估。从测试集得出的原始预测值经过修正后，生成了尿液中的微小 RNA 年龄值。针对实际年龄，我们估算了性别特异性的平均绝对误差（MAE）。

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将微小 RNA 年龄与实际年龄之间的差异定义为生物年龄加速（ΔAge）。根据 LightGBM 特征重要性对前 20 种微小 RNA 进行排名。评估了这些排名靠前的微小 RNA 在与年龄相关趋势方面的表现。查询 PubMed 数据库以评估排名靠前的微小 RNA 在衰老文献中的代表性。最后，团队研究了 ΔAge 是否与常见共病相关，并指出对于年龄小于 25 岁或大于 80 岁的个体，其估计值需要谨慎解读。

衰老时钟的性能与准确性
尿液样本中 uEV-miRNA 的读数占比最大，为 50%至 60%，而 rRNA、tRNA、piRNA、tRFs 和 mRNA/hg19 的读数贡献相对较为稳定。在排除了偶尔表达或罕见的 uEV-miRNA 后，407 个 miRNA 特征被纳入时钟模型的构建中。uEV-miRNA 衰老时钟在训练集上的平均绝对误差为 5.1 年，在测试集 1 上为 4.5 年，在测试集 2 上为 4.4 年。

关键的微小 RNA 及生物通路
前 20 种微小 RNA 的平均表达水平与年龄密切相关。有 6 种微小 RNA 随年龄下降，10 种随年龄上升，还有 4 种在男性中表现出特定的上升趋势。这些排名靠前的微小 RNA 在细胞衰老和老化过程中显著富集。值得注意的是，这一组包括了已知与衰老相关的微小 RNA，如 miR-155-5p、miR-146a-5p、miR-31-5p 和 miR-34a-5p 等。

基因本体论（GO）分析表明，与细胞衰老和老化相关的通路显著丰富，其中显著丰富的 GO 术语包括骨重塑、破骨细胞发育的调节以及边缘区 B 细胞分化。在评估与 ΔAge 有关联的共病情况时，只有 2 型糖尿病显示出显著增加。具体而言，ΔAge 在 50 至 69 岁的女性和 50 至 79 岁的男性中升高。作者指出，其他共病情况可能没有显示出关联，因为这些情况是作为病史报告的，可能在尿液采集时并未处于活跃状态。

解释、局限性及临床意义
总体而言，uEV-miRNA 衰老时钟在不同数据集中的平均误差约为 4.4 至 5.1 年。排名靠前的 uEV-miRNA 包括典型的衰老微小 RNA（geromiRs），这些微小 RNA 在衰老组织和衰老细胞中始终处于高表达状态。尽管不如基于 DNA 甲基化的时钟准确，但尿液中的 miRNA 衰老时钟在更大规模的样本中与之前报道的几种基于血液的 miRNA 和 mRNA 时钟的表现相当甚至更优。

作者提醒称，ΔAge 应被理解为一种总体风险指标，而非针对特定疾病或用于诊断的指标，尤其是在患有活动性恶性肿瘤或泌尿生殖系统疾病的人群中。在临床应用前，需要进行针对特定疾病的验证和重新校准。原始测序数据未向公众开放，进一步的独立重复研究对于更广泛的转化应用将非常重要。这些发现确立了 uEV-miRNAs 作为生物年龄的可靠、可扩展且非侵入性的生物标志物。

参考文献：
哈韦拉卡、马、萨托穆拉、山本、等（2025）。一种尿液微小 RNA 衰老时钟能准确预测生物年龄。npj 衰老。DOI：10.1038/s41514-025-00311-3，https://www.nature.com/articles/s41514-025-00311-3

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