衰老是一種典型的、不可逆的增殖停滯形式，可能是作為維持組織穩(wěn)態(tài)的一種保護(hù)機(jī)制，是程序性細(xì)胞死亡的一種補(bǔ)充機(jī)制，可適時(shí)清除病變、功能障礙或者其他不必要的細(xì)胞。除了關(guān)閉細(xì)胞周期外，衰老程序還引起細(xì)胞形態(tài)和代謝的變化，其中最特征性的是激活衰老相關(guān)分泌表型 (SASP)，釋放大量生物活性蛋白，如趨化因子、細(xì)胞因子和蛋白酶。

中科院劉光慧教授長(zhǎng)期圍繞衰老展開(kāi)研究，核心工作是利用前沿生物技術(shù)解碼衰老機(jī)制，并開(kāi)發(fā)干預(yù)策略以實(shí)現(xiàn)健康老齡化。縱觀其科研生涯，劉教授在衰老研究領(lǐng)域取得的成就堪稱卓越：從解碼衰老的遺傳密碼，到開(kāi)發(fā)干細(xì)胞干預(yù)策略，再到推動(dòng)基因精準(zhǔn)治療，他構(gòu)建了一套完整且前沿的研究體系。其工作主要圍繞以下三個(gè)緊密關(guān)聯(lián)的層面展開(kāi)：

一、 解碼衰老的根源機(jī)制。目標(biāo)：從根源上理解人類為何及如何衰老。方法： 綜合利用靈長(zhǎng)類動(dòng)物模型、人類干細(xì)胞、基因編輯、多組學(xué)分析和人工智能，系統(tǒng)解析驅(qū)動(dòng)衰老的遺傳和表觀遺傳密碼。應(yīng)用：重點(diǎn)研究腦、心血管等關(guān)鍵系統(tǒng)的衰老及相關(guān)疾病（如神經(jīng)退行性疾病、動(dòng)脈粥樣硬化），旨在發(fā)現(xiàn)延緩衰老、防治老年病的新靶點(diǎn)。

二、 開(kāi)發(fā)干細(xì)胞層面的干預(yù)策略。目標(biāo)：將基礎(chǔ)研究發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為疾病模型和潛在療法。方法： 利用患者來(lái)源的干細(xì)胞（如誘導(dǎo)多能干細(xì)胞）創(chuàng)建疾病模型（包括類器官），進(jìn)行疾病機(jī)理研究、藥物篩選和評(píng)價(jià)。應(yīng)用： 研發(fā)針對(duì)器官衰老和特定疾病的候選藥物，并推動(dòng)干細(xì)胞技術(shù)向精準(zhǔn)治療和臨床轉(zhuǎn)化方向發(fā)展。

三、 發(fā)展基因?qū)用娴木珳?zhǔn)治療。目標(biāo)：在基因水平上直接進(jìn)行修復(fù)和干預(yù)。方法：以CRISPR/Cas9等技術(shù)為基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)更安全、高效的基因編輯新工具。應(yīng)用：旨在實(shí)現(xiàn)基因治療，具體方向包括修復(fù)罕見(jiàn)病基因、增強(qiáng)干細(xì)胞功能、以及直接干預(yù)衰老相關(guān)疾病，最終達(dá)到“去衰老”和“促再生”的效果。

總結(jié)來(lái)說(shuō)，劉光慧團(tuán)隊(duì)的研究體系是一個(gè)從“理解機(jī)制”到“建立模型”再到“開(kāi)發(fā)療法”的完整閉環(huán)，綜合運(yùn)用干細(xì)胞和基因編輯兩大核心技術(shù)，最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對(duì)人類衰老的有效干預(yù)和健康老齡化。劉光慧教授團(tuán)隊(duì)在Cell、Nature、Science等頂刊發(fā)表成果多篇，引用超2萬(wàn)次，入選中國(guó)高被引學(xué)者。成果屢獲國(guó)家大獎(jiǎng)，包括全國(guó)創(chuàng)新?tīng)?zhēng)先獎(jiǎng)?wù)?、何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)獎(jiǎng)、談家楨生命科學(xué)創(chuàng)新獎(jiǎng)、科學(xué)探索獎(jiǎng)等，入選國(guó)家“十三五科技創(chuàng)新成就展”基礎(chǔ)研究領(lǐng)域重大成果。2025年，劉光慧團(tuán)隊(duì)在Cell期刊連續(xù)發(fā)表三篇里程碑式論文，系統(tǒng)闡明了衰老的核心機(jī)制并給出可臨床轉(zhuǎn)化的干預(yù)路線圖。

2025年9月，Senescence-resistant human mesenchymal progenitor cells counter aging in primates論文登頂Cell，是系統(tǒng)性探討干細(xì)胞干預(yù)靈長(zhǎng)類衰老的里程碑式研究。該研究開(kāi)發(fā)一種抗衰老型人間充質(zhì)祖細(xì)胞，通過(guò)增強(qiáng)FOXO3活性，顯著延緩靈長(zhǎng)類動(dòng)物的衰老過(guò)程，并利用CRISPR-Cas9對(duì)人胚胎干細(xì)胞進(jìn)行FOXO3基因編輯（S253A/S315A雙突變），構(gòu)建抗衰老表型。在老年食獼猴中進(jìn)行為期44周的靜脈回輸實(shí)驗(yàn)，評(píng)估其對(duì)衰老的影響。Cell雜志配發(fā)Leading edge preview對(duì)其進(jìn)行積極評(píng)價(jià)。

2025年6月，題為Systematic profiling reveals betaine as an exercise mimetic for geroprotection的研究首次發(fā)現(xiàn)甜菜堿（betaine）是一種“運(yùn)動(dòng)模擬物”（exercise mimetic），具有抗炎和抗衰老（geroprotection）作用。通過(guò)招募13名健康男性，采集血液和糞便樣本，進(jìn)行單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組、血漿蛋白組、代謝組、微生物組等多維度分析；并使用小鼠模型驗(yàn)證甜菜堿在運(yùn)動(dòng)模擬中的作用機(jī)制。本研究首次系統(tǒng)性地揭示甜菜堿作為運(yùn)動(dòng)模擬物的潛力，其通過(guò)抑制TBK1信號(hào)通路，發(fā)揮抗炎、抗氧化、抗衰老等多重作用，為開(kāi)發(fā)“運(yùn)動(dòng)藥丸”提供理論基礎(chǔ)和實(shí)踐路徑。論文發(fā)表后，受到Nature News積極評(píng)價(jià)。

題為Comprehensive Human Proteome Profiles Across a 50-Year Lifespan Reveal Aging Trajectories and Signatures的研究首次融合超高靈敏度質(zhì)譜技術(shù)與機(jī)器學(xué)習(xí)算法，系統(tǒng)構(gòu)建了橫跨人類50年生命周期的蛋白質(zhì)組衰老圖譜，涵蓋七大生理系統(tǒng)、13種關(guān)鍵組織，從蛋白視角呈現(xiàn)了機(jī)體增齡性演變的全景式動(dòng)態(tài)景觀。

這部“人體衰老蛋白分子編年史”揭示，蛋白信息流紊亂是器官衰老的核心特征之一，其本質(zhì)在于mRNA-蛋白解偶聯(lián)與病理性淀粉樣沉積的協(xié)同作用導(dǎo)致蛋白穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)性崩解。同時(shí)，研究首次確立血管系統(tǒng)為衰老進(jìn)程的“先鋒組織”，在生命早期即顯著偏離穩(wěn)態(tài)軌跡。衰老的血管系統(tǒng)通過(guò)特異性分泌GAS6等促衰蛋白，激活跨器官級(jí)聯(lián)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)，發(fā)揮“衰老樞紐”的核心調(diào)控功能，驅(qū)動(dòng)并放大全身多器官系統(tǒng)衰老進(jìn)程。論文發(fā)表后，受到Nature News的積極評(píng)價(jià)。