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2025.03.30
カテゴリ： 健康・元気
血液５滴あれば生物学的年齢がわかる！老化メカニズム解明のヒント獲得へ 大阪大で研究
大阪大学で研究を進める王梓さんは、ある人が同年齢の人々より若く見える理由の解明に繋がるとして話した。「こ れは始まりに過ぎません。データセットを拡大し生物学的マーカーを追加、モデルを更に改良することで、老化のメカニズムについてより深い洞察を得たいと考えています 」
また、研究チームは ストレスが生物学的老化に深刻的な影響を及ぼす ことを発見。 ストレスホルモン「コルチゾール」の濃度が2倍になると、人の生物学的年齢が約1.5倍になる ことが分かったという。
研究に携わった高尾敏文教授は「 ストレスは一般論として語られることが多いですが我々の研究でそれが生物学的老化に測定可能な影響を与えるという具体的な証拠を示しています 」と説明している。
【大阪大学】数滴の血液でAIが見抜く、あなたの本当の健康年齢 ― 未来を予測する新手法 ―
概要
体の代謝調節経路*³の知見を最先端の人工知能（AI）アルゴリズムに組み込み、健康状態を反映する「生物学的年齢」を定量的に評価するモデルを開発 しました。この予測モデルでは、 数滴（約5滴）の血液サンプルから得た22種類のステロイドレベルから生物学的年齢を算出することが可能 です。
生物学的年齢とは、体の健康状態や老化の進行度を示す指標 です。本研究は、高精度なステロイド測定データを基に、AI技術と生物学的知見を融合した生物学的年齢予測モデルを構築することで成果に結実しました。この革新的なアイデアは、蛋白質研究所所属研究者の分野横断的な連携のもと実現しました。
今後、健康管理の新たな指標として活用され、加齢に伴う健康リスクの早期発見や予防策策定に貢献することが期待されます。
本研究成果は、日本時間2025年3月15日（土） に米国科学誌「Science Advances」に公開されました。
研究の背景
生物学的年齢とは、体の健康状態や老化の進行度を示す指標です。実際の暦年齢と必ずしも一致せず、生活習慣や遺伝などの影響により大きく異なる場合があります。 人の一生を一本の川に例えるならば、その上流にあたる乳児期では、各人の生物学的年齢にほとんど差は見られません。しかし、川が下流へと進むにつれ、遺伝的要因や生活習慣、環境要因などの影響で同じ暦年齢であっても生物学的年齢に個人差が生じるとされています。 このような現象を定量的に捉えることは可能なのか――この問いに対し、本研究チームは 生物学的年齢の精密な評価手法の開発 に取り組みました。
◇研究の内容
本研究では、ステロイドの代謝調節経路をもとに、その動態を深層ニューラルネットワーク（DNN）*⁵によるAIアルゴリズムに導入し、独自の計算手法を開発しました。これにより、代謝調節経路と生物学的年齢との関連をモデル化でき、時間の経過により拡大する生物学的年齢の個人差を捉えることができました。
本予測モデルでは、わずか240マイクロリットル（約5滴）の血液を採取するだけで、独自に開発した高精度質量分析技術（LC-MS/MS）*⁶により、22種類の主要なステロイドを同時に測定できます。さらに、研究チームが構築したAIモデルを活用することで、このステロイドの血中濃度データに基づいた生物学的年齢予測を実現しました。
従来の方法と比較し、本モデルは以下の三つの革新性を有しています。
1. 個体差を補正するための前処理手法
・各ステロイドの相対濃度比を保持しつつ、個体ごとの総ステロイド量の違いを補正
2. 独自に損失関数*⁸を考案、設計
・集団内の生物学的年齢差が時間とともに拡大する特性をAIモデルの学習プロセス*⁹に導入
3. 生物学的に解釈可能なAIモデルの構築
・ステロイドの代謝調節経路をDNNに統合
・「ブラックボックス*¹⁰型」AIとは異なり、得られた生物学的年齢に対する生化学的根拠を提示可能
本研究は、ステロイドの血中濃度という客観的なデータにより生物学的年齢を予測する新たなアプローチを提供するものです。さらに、 ストレスホルモンの一種であるコルチゾール*¹¹が「加齢促進因子」として作用する ことが明らかになりました。具体的には、 コルチゾールのレベルが通常の2倍に上昇すると、生物学的年齢上昇の度合いが約1.5倍になる という結果が得られました。この知見は、 ストレス管理を通じた老化抑制の可能性を示唆 しており、今後の健康管理や加齢制御の研究において重要な示唆を与えるのではないかと考えられます。
◇本研究成果が社会に与える影響（本研究成果の意義）
本研究成果は、個人の健康管理における新たな生物学的年齢評価指標として活用されることが期待されます。これにより、加齢に伴う健康リスクの早期発見や予防策の策定に貢献するとともに、医学研究の新たな方向性を示す可能性があります。
今後、関連する代謝調節経路の詳細なメカニズムが明らかになることで、加齢調節の仕組みがより詳細に解明されると考えられます。これにより、健康寿命の延伸や社会全体の健康水準の向上に寄与し、将来的には個別化医療や予防医学の発展にもつながることが期待されます。
大阪大学で研究を進める王梓さんは、ある人が同年齢の人々より若く見える理由の解明に繋がるとして話した。「こ れは始まりに過ぎません。データセットを拡大し生物学的マーカーを追加、モデルを更に改良することで、老化のメカニズムについてより深い洞察を得たいと考えています 」
また、研究チームは ストレスが生物学的老化に深刻的な影響を及ぼす ことを発見。 ストレスホルモン「コルチゾール」の濃度が2倍になると、人の生物学的年齢が約1.5倍になる ことが分かったという。
研究に携わった高尾敏文教授は「 ストレスは一般論として語られることが多いですが我々の研究でそれが生物学的老化に測定可能な影響を与えるという具体的な証拠を示しています 」と説明している。
【大阪大学】数滴の血液でAIが見抜く、あなたの本当の健康年齢 ― 未来を予測する新手法 ―
概要
体の代謝調節経路*³の知見を最先端の人工知能（AI）アルゴリズムに組み込み、健康状態を反映する「生物学的年齢」を定量的に評価するモデルを開発 しました。この予測モデルでは、 数滴（約5滴）の血液サンプルから得た22種類のステロイドレベルから生物学的年齢を算出することが可能 です。
生物学的年齢とは、体の健康状態や老化の進行度を示す指標 です。本研究は、高精度なステロイド測定データを基に、AI技術と生物学的知見を融合した生物学的年齢予測モデルを構築することで成果に結実しました。この革新的なアイデアは、蛋白質研究所所属研究者の分野横断的な連携のもと実現しました。
今後、健康管理の新たな指標として活用され、加齢に伴う健康リスクの早期発見や予防策策定に貢献することが期待されます。
本研究成果は、日本時間2025年3月15日（土） に米国科学誌「Science Advances」に公開されました。
研究の背景
生物学的年齢とは、体の健康状態や老化の進行度を示す指標です。実際の暦年齢と必ずしも一致せず、生活習慣や遺伝などの影響により大きく異なる場合があります。 人の一生を一本の川に例えるならば、その上流にあたる乳児期では、各人の生物学的年齢にほとんど差は見られません。しかし、川が下流へと進むにつれ、遺伝的要因や生活習慣、環境要因などの影響で同じ暦年齢であっても生物学的年齢に個人差が生じるとされています。 このような現象を定量的に捉えることは可能なのか――この問いに対し、本研究チームは 生物学的年齢の精密な評価手法の開発 に取り組みました。
◇研究の内容
本研究では、ステロイドの代謝調節経路をもとに、その動態を深層ニューラルネットワーク（DNN）*⁵によるAIアルゴリズムに導入し、独自の計算手法を開発しました。これにより、代謝調節経路と生物学的年齢との関連をモデル化でき、時間の経過により拡大する生物学的年齢の個人差を捉えることができました。
本予測モデルでは、わずか240マイクロリットル（約5滴）の血液を採取するだけで、独自に開発した高精度質量分析技術（LC-MS/MS）*⁶により、22種類の主要なステロイドを同時に測定できます。さらに、研究チームが構築したAIモデルを活用することで、このステロイドの血中濃度データに基づいた生物学的年齢予測を実現しました。
従来の方法と比較し、本モデルは以下の三つの革新性を有しています。
1. 個体差を補正するための前処理手法
・各ステロイドの相対濃度比を保持しつつ、個体ごとの総ステロイド量の違いを補正
2. 独自に損失関数*⁸を考案、設計
・集団内の生物学的年齢差が時間とともに拡大する特性をAIモデルの学習プロセス*⁹に導入
3. 生物学的に解釈可能なAIモデルの構築
・ステロイドの代謝調節経路をDNNに統合
・「ブラックボックス*¹⁰型」AIとは異なり、得られた生物学的年齢に対する生化学的根拠を提示可能
本研究は、ステロイドの血中濃度という客観的なデータにより生物学的年齢を予測する新たなアプローチを提供するものです。さらに、 ストレスホルモンの一種であるコルチゾール*¹¹が「加齢促進因子」として作用する ことが明らかになりました。具体的には、 コルチゾールのレベルが通常の2倍に上昇すると、生物学的年齢上昇の度合いが約1.5倍になる という結果が得られました。この知見は、 ストレス管理を通じた老化抑制の可能性を示唆 しており、今後の健康管理や加齢制御の研究において重要な示唆を与えるのではないかと考えられます。
◇本研究成果が社会に与える影響（本研究成果の意義）
本研究成果は、個人の健康管理における新たな生物学的年齢評価指標として活用されることが期待されます。これにより、加齢に伴う健康リスクの早期発見や予防策の策定に貢献するとともに、医学研究の新たな方向性を示す可能性があります。
今後、関連する代謝調節経路の詳細なメカニズムが明らかになることで、加齢調節の仕組みがより詳細に解明されると考えられます。これにより、健康寿命の延伸や社会全体の健康水準の向上に寄与し、将来的には個別化医療や予防医学の発展にもつながることが期待されます。
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最終更新日
2025.03.30 05:32:21
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