尿液微RNA衰老时钟：无创生物年龄预测的新突破

《npj Aging》：A urinary microRNA aging clock accurately predicts biological age

本研究针对非侵入性生物年龄标志物缺乏的难题，开发了基于尿液细胞外囊泡微RNA（uEV-miRNA）的衰老时钟。通过机器学习分析6,331名成人样本，模型在独立验证中达到MAE≈4.4年（R2≈0.79），关键生物标志物包含miR-34a-5p等经典衰老相关miRNA（geromiRs）。该时钟性能超越血液miRNA模型，为衰老生物学机制研究和个体化健康干预提供了革新性工具。

　　

随着全球人口老龄化加剧，精准评估个体生物学年龄已成为预防医学的核心挑战。传统衰老标志物如DNA甲基化时钟虽精度较高，但依赖血液或组织样本，存在侵入性强、成本高、难以大规模推广的局限。而尿液作为完全非侵入性的生物样本来源，其细胞外囊泡携带的微RNA（microRNA）能否成为可靠的衰老评估工具，一直是学界探索的方向。

日本Craif公司联合名古屋大学的研究团队在《npj Aging》发表的最新研究，成功构建了首个基于尿液微RNA的高精度衰老时钟。该研究通过对6,331名日本成年人进行系统分析，发现尿液细胞外囊泡微RNA（uEV-miRNA）不仅能准确预测个体生物学年龄，还能反映2型糖尿病等年龄相关疾病的病理状态。

研究团队建立了严谨的技术流程：从尿液样本中提取细胞外囊泡，通过小型RNA测序获取miRNA表达谱，采用UMI（独特分子标识符）技术降低PCR扩增偏差，并运用LightGBM机器学习算法构建预测模型。样本队列来源于2024-2025年间接受miSignal Scan癌症筛查的参与者，通过倾向评分匹配将数据集分为训练集（2,400人）、测试集1（2,840人）和独立验证集（1,091人）。

数据加工方案和尿液miRNA时钟性能显示，模型在交叉验证中达到MAE=5.1±0.29年（R²=0.64），在平衡测试集中提升至MAE=4.5年（R²=0.80），在独立验证集中保持MAE=4.4年（R²=0.79）的优异表现。值得注意的是，模型在25岁以下和80岁以上年龄段的预测精度有所下降，这主要源于极端年龄样本量不足和年龄分布偏态带来的外推误差。

整合证据和临床背景部分揭示了20个关键miRNA的生物学意义。其中miR-34a-5p、miR-31-5p、miR-146a-5p和miR-155-5p等经典geromiRs在衰老研究中被广泛报道，这些分子参与p53信号通路、衰老相关分泌表型（SASP）和NF-κB驱动的炎症衰老过程。基因本体（GO）分析显示这些miRNA显著富集于"破骨细胞发育调控""骨重塑""边缘区B细胞分化"等衰老相关通路。

临床关联分析发现，2型糖尿病患者表现出显著的生物学年龄加速（ΔAge增加），这种关联在50-79岁男性和50-69岁女性中尤为明显。然而其他自报合并症（如心血管疾病、幽门螺杆菌感染）未显示显著关联，研究者认为这可能源于患者报告的是病史而非采样时的活动性疾病状态。

讨论部分指出，虽然DNA甲基化时钟仍是金标准，但尿液miRNA时钟在保持完全非侵入性的同时，精度已接近甲基化水平，且显著优于血液miRNA和mRNA时钟。研究还发现阿尔茨海默病相关miRNA在尿液中有检出，提示uEV-miRNA未来可能用于神经退行性疾病监测。

该研究的创新性在于首次大规模验证尿液miRNA作为系统性衰老生物标志物的可行性，建立了标准化分析流程，并证实其与已知衰老生物学机制的高度一致性。尽管存在尿液浓度波动等预分析变量挑战，但通过严格质控和多种标准化方案的稳定性验证，证明了uEV-miRNA衰老时钟的鲁棒性。这项技术为衰老研究提供了可大规模推广的工具，有望推动个体化抗衰老干预策略的发展。