基于多器官衰老表型组的数据集成和人工智能计算的衰老预警系统
批准号:
92249302
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
500.0 万元
负责人:
倪挺
依托单位:
学科分类:
老年医学
结题年份:
2024
批准年份:
2022
项目状态:
已结题
项目参与者:
倪挺
中文摘要
增龄伴随的器官退行性变化表现出高度的异质性和复杂性,增加了对器官衰老状态评估的难度。表型组学通过对除基因型之外的众多微观分子表型及宏观生理表型的测量,可发现大量微观与宏观之间的新关联并解析决定宏观表型的微观机制,成为器官衰老研究的新范式。本项目在前期已测定近千人(20-60岁健康人)约四万个宏观及微观表型的基础上提出人工智能新策略并构建多器官衰老表型网络,发现增龄伴随网络恢复力下降且基于不同组学的生物学年龄反映不同功能衰老,后续拟进一步完善包括血细胞端粒、血液转录组、蛋白质组、代谢组、多器官影像表型、皮肤表型、认知表型等多模态、多层次器官衰老队列表型的测量(补充60-80岁200人),系统构建年龄跨度20-80岁的基因-通路-宏观表型网络,揭示多器官衰老的系统演变规律及网络调节机制,构建多模态生物标志物与人工智能算法相结合的器官衰老早期预警模型,发现并验证干预器官衰老的新因子和新途径。
英文摘要
The degenerative changes of organs with aging show a high degree of heterogeneity and complexity, which increases the difficulty of evaluating the aging state of organs. Phenomics, through the measurement of many micro molecular phenotypes and physiological phenotypes except genotypes, can find a large number of novel associations between micro and macro phenotype levels, and reveal the micro mechanism that determines the macro phenotype. Therefore, using the phenomics-centered strategy has become a new paradigm of organ aging research. Based on the previous determination of about 40000 macro and micro phenotypes of nearly 1000 people (healthy people aged from 20 to 60), this project proposes a new artificial intelligence (AI) strategy and constructs a multi organ aging phenotype network. It is found that aging is accompanied by a decline in network resilience, and biological age based on different omics reflects different functional aging. In this proposal, we plan to deeply phenotyping people aged from 20 to 80 by adding 200 people aged 60-80 to the existing cohort. The phenotypes include blood cell telomere, blood transcriptome, proteome, metabolome, multi organ imaging phenotype, skin phenotype and cognitive phenotype. By systematically analyzing these multi-modal and multi-level phenotypic data, we will build a gene-pathway-phenotype network with an age span of 20-80, reveal the dynamic changes of network during aging, discover the regulation mechanism of multi-organ aging, and build an early warning model of organ aging based on the combination of multimodal biomarkers and artificial intelligence algorithms. We will also discover and verify new factors and new targets to regulate and intervene organ aging.
本项目基于多个器官(皮肤、大脑、心脏、肌肉等)的宏观功能表型及微观分子机制展开研究,在分子调控机制、表型检测方法、分子标志物及预警上取得了重要发现。在建立新方法上,1)开发多组织器官中RNA分子表型鉴定新方法,2)开发细胞类型特异性表达谱和细胞衰老表型推断新方法,3)开发面部皱纹检测的新方法;在发现新指标、新因子、新机制上,1)解析衰老标志物DNA甲基化的遗传与环境因素,2)揭示下丘脑转录组对衰老相关代谢疾病的响应,3)揭示基因3′ UTR长度调控心衰及心肌细胞表型的新机制,4)揭示骨骼肌PARP1调节寿命及骨骼肌DJ-1调节肌萎缩的新机制,5)揭示SIRT家族在肌肉和肠道相关衰老疾病中的作用机制,6)解析帕金森病的细胞亚群及毒性蛋白的致病机制;在构建新系统上,1)研发新一代tau蛋白显像示踪系统(单器官)及开发干预色素沉着系统,2)构建基于面部特征预测人体代谢退行性疾病的系统(双器官关联),3)构建基于人类表型组网络的多器官衰老预警新系统(整体关联)。2年执行期共发表相关论文33篇,包括Nature Genetics、Cell Metabolism、PNAS(2篇)、Science Advances(2篇)、Nature Communications(2篇)、Cell Reports Medicine、Cell Discovery(2篇)、Advanced Science等国际知名学术期刊(集成项目成员均为通讯作者[含共同],均标注本项目批准号)。培养国家杰出青年基金获得者1人(汪思佳,2024年),国家“博新计划”博士后1名(2024年);项目负责人(倪挺)在本项目支持下,2023年底担任国家重点研发计划项目“衰老机理与延缓衰老相关技术研究”首席科学家。团队成员作为大会主席举办第二届国际青年学者论坛暨衰老生物学研讨会。项目任务书考核指标为:申报专利1-2项、发表8篇及以上专业领域高质量学术论文,包括具有国际影响力的学术论文2篇以上,新增中青年学术带头人1名。本项目申报1项专利,发表含标注的论文33篇(其中CNS子刊7篇,PNAS论文2篇),超额完成相关指标。
内含子中polyA位点选择在血管衰老中的作用及调控机制
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批准号:91949107
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:68.0万元
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批准年份:2019
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负责人:倪挺
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依托单位:
细胞骨架调控基因Rras2的选择性多聚腺苷酸化影响细胞衰老的作用和机制
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批准号:31771336
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2017
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负责人:倪挺
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依托单位:
线粒体DNA低频点突变在衰老中的影响及机制
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批准号:31471192
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项目类别:面上项目
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资助金额:90.0万元
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批准年份:2014
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负责人:倪挺
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依托单位:
内含子保留在T细胞活化过程中的基因调控作用及分子机制
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批准号:31271348
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项目类别:面上项目
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资助金额:85.0万元
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批准年份:2012
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负责人:倪挺
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依托单位:
国内基金
海外基金