病毒与人类之间的协同进化在人类进化史中发挥了重要作用。其中内源性逆转录病毒（Endogenous Retrovirus, ERV）是数百万年前远古逆转录病毒入侵整合到人类基因组的遗迹，并经过突变、缺失等变异成为人类基因组中的“暗物质”潜伏下来，占据了人类基因组序列的8%左右，成为重要的基因记忆。衰老是人类慢性疾病的最大危险因素。细胞衰老是机体衰老及各种衰老相关疾病发生发展的重要诱因，表观遗传的程序化改变被认为是决定细胞衰老进程的关键因素。然而，占据人类基因组序列较大比例、如“死火山”般沉寂的ERV古病毒元件是否参与了衰老的程序化调控尚且未知。

　　2023年1月6日，中国科学院北京基因组研究所（国家生物信息中心）张维绮研究组同中国科学院动物研究所刘光慧课题组、曲静课题组合作在Cell 杂志在线发表题为“Resurrection of endogenous retroviruses during aging reinforces senescence”的研究论文。该研究首次发现了年轻的ERV亚家族在细胞衰老过程中被再度唤醒，提出了古病毒复活介导衰老程序化及传染性的理论，并且创新性地发展出阻断ERV古病毒复活及扩散以实现延缓衰老的多维干预策略。

　　研究人员利用团队建立的不同衰老研究体系(包括儿童早衰综合征、成年早衰综合征、复制性衰老、生理性衰老的人间充质干细胞模型，人成纤维细胞衰老模型，以及小鼠、猴和人的生理性及病理性多器官衰老模型），结合高通量链特异性转录本测序、全基因组DNA甲基化测序、高分辨率单分子RNA/DNA原位杂交、免疫电镜和高灵敏的液滴数字PCR等多学科交叉技术，发现衰老细胞中表观遗传去抑制（如异染色质减少）导致基因组中ERV的转录激活并翻译出病毒蛋白，进而包装成为病毒颗粒。一方面，衰老细胞中ERV的反转录产物通过激活cGAS-STING天然免疫通路诱发细胞衰老和炎症；另一方面，衰老细胞释放的ERV病毒颗粒可通过旁分泌或体液介导的方式在器官、组织、细胞间有效传递并放大衰老信号，最终使得年轻细胞因受“感染”而老化。进一步，研究人员开发出有效抑制ERV古病毒复活及清除病毒颗粒的干预策略，即通过发展基于靶向ERV调控元件的CRISPR基因沉默体系、靶向逆转录酶的小分子抑制药物、靶向病毒包膜蛋白的中和抗体等技术，阻断ERV的转录、反转录、病毒级联感染等多个环节，进而实现了组织和机体衰老的延缓。

 　　图1.HERVK 病毒RNA (左图) 和病毒颗粒（RVLP，右图) 在衰老人类细胞中聚集

　　该研究系统定义并揭示了衰老诱导的内源性逆转录病毒复活（aging-induced resurrection of endogenous retrovirus, AIR-ERV）可以作为细胞、器官乃至机体衰老的驱动力及度量标志物，为衰老的程序化、跨细胞传递和可干预性提供了全新的理论依据，为人类衰老的科学评估和预警、衰老及衰老相关疾病的防治提供了重要的线索和思路。综上，ERV古病毒的复活或许为认识衰老的“潘多拉魔盒”提供了一条崭新的路径。“魔盒”的开启为理解衰老规律开辟了新的科学疆域，更为防治老年疾病带来新的希望。未来围绕着衰老伴随的ERV古病毒激活，将会涌现出更多的科学问题，期待在科学研究不断深入和技术手段日益革新的将来，这些谜题可得以逐一解决。

 　　图2.内源性古病毒复活驱动衰老的机制与干预策略

　　该研究由中国科学院动物研究所、中国科学院北京基因组研究所（国家生物信息中心）、中国科学院遗传与发育研究所、北京干细胞与再生医学研究院、首都医科大学宣武医院、昆明理工大学、华中农业大学、北京大学和北京医院等多家机构合作完成。中国科学院动物研究所刘光慧研究员、曲静研究员及中国科学院北京基因组研究所张维绮研究员为文章的共同通讯作者。中国科学院动物研究所刘晓倩助理研究员、博士研究生刘尊鹏、特别研究助理武泽明和中国科学院北京基因组研究所任捷研究员为文章的并列第一作者。研究得到周琪院士、季维智院士、曹罡教授、牛昱宇教授、汤富酬教授、孙亮教授、王思研究员、张勇研究员、宋默识研究员、陆发隆研究员和郑爱华研究员的合作与支持，同时获得科技部、国家自然科学基金委、中国科学院和北京市等项目的资助。 

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