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台灣清華大學引領抗老新紀元，用AI找出皮膚回春秘方

你是否也曾對鏡中的自己嘆息，感嘆歲月在臉上留下的痕跡？隨著年齡增長，皮膚鬆弛、皺紋、乾燥等問題一一浮現，不僅影響外觀，更可能暗示著身體內部的老化警訊。

張宏嘉 Benjamin Chang 皮膚科專科醫師 · VSKIN 院長 · PSKIN 主治醫師

更新於 2025年7月13日 抗老AI

你是否也曾對鏡中的自己嘆息，感嘆歲月在臉上留下的痕跡？

隨著年齡增長，皮膚鬆弛、皺紋、乾燥等問題一一浮現，不僅影響外觀，更可能暗示著身體內部的老化警訊。然而，面對年復一年不斷攀升的抗老需求，以及新藥研發的漫長與高昂成本，我們是否還有更有效率的選擇？

好消息是，來自台灣清華大學的研究團隊，正在為我們解鎖青春的密碼！他們運用最前沿的系統生物學與深度學習技術，開發出一套「系統醫學設計」策略，精準找出 對抗皮膚老化的多分子藥物，為抗老市場帶來了革命性的突破。

這項令人振奮的研究，首先從龐大的生物資料庫中挖掘出與皮膚老化相關的「全基因組遺傳與表觀遺傳網路GWGEN」。你可以想像這是一個極其複雜的生命訊號網，數以萬計的蛋白質、基因、微RNA、長非編碼RNA彼此交織，共同決定著皮膚的年輕與衰老。傳統研究往往聚焦於單一分子或途徑，但清華大學團隊的創新之處，在於他們以宏觀的「系統層級」視角，試圖理解這個龐大網路如何協同運作，以及在老化過程中發生了哪些精微的變化。

他們利用真實的人類皮膚微陣列數據，結合精密的「系統辨識」與「系統階次偵測」方法，從最初龐雜的候選GWGEN中，剔除掉那些無關緊要的「假陽性」連結，篩選出真正對皮膚老化起關鍵作用的「核心訊號傳導途徑」。這就像是從一張密密麻麻的地圖中，精準繪製出影響城市命脈的交通主幹線，讓我們得以看清皮膚老化背後的分子機制。

研究發現，當皮膚從青壯年邁入中年，其DNA修復能力顯著下降，細胞週期也開始停滯。這導致了活性氧 (ROS) 的大量積聚，進一步引發DNA損傷和細胞凋亡，加速了皮膚的衰老。

而從中年過渡到老年，細胞週期的促進、細胞凋亡的抑制，以及更嚴重的DNA損傷則成為主要特徵。皮膚的穩態和膠原蛋白穩定性遭到破壞，導致免疫力下降，表皮變薄，皺紋也隨之加深。

那麼，如何精準地逆轉這些老化進程呢？清華大學團隊祭出了一項秘密武器——他們 預先訓練了一個藥物-靶點交互作用的深度類神經網路」。這個智慧模型能夠像福爾摩斯一樣，根據研究團隊所辨識出的關鍵生物標誌（即那些在老化過程中出現異常的分子），高效地預測哪些現有藥物最具潛力與這些生物標誌產生交互作用，進而扭轉老化的趨勢。

為了確保這些候選藥物的有效性和安全性，研究團隊還設計了兩道嚴格的「篩選器」。

第一道篩選器專注於「藥物調控能力」：它會挑選那些能夠「反轉」異常基因表達的藥物。例如，如果某個基因在老化時被異常上調，篩選器就會找出能下調該基因的藥物。

第二道篩選器則考量「藥物敏感性」：它會選擇對皮膚細胞影響最小的藥物，確保這些藥物能溫和地發揮作用，而非對細胞造成不必要的傷害。

最終，這項突破性的研究提出了 兩組多分子藥物組合：

針對從青壯年到中年的皮膚老化，建議使用由 niridazole, liothyronine, decitabine, pinacidil, and allantoin 組成的複方藥物。這些藥物分別針對AIFM1, CAT, IGF1R, and LMNA等關鍵生物標誌發揮作用。

針對從中年到老年的皮膚老化，則推薦使用 allantoin, diclofenac, mepyramine, resveratrol, and azathioprine 的組合。它們鎖定MMP9, IL6, BCL2, and CASP3等靶點。

更令人振奮的是，這些建議的多分子藥物大多已經獲得美國食品藥物管理局 (FDA) 的批准。這意味著，透過這種「藥物重新利用」的策略，我們有望大幅縮短新藥研發的漫長時間和巨大成本，讓這些抗老新武器更快地造福人類。

這項研究的意義不僅止於找到抗老藥物，它更展示了台灣清華大學在尖端生物醫學領域的卓越實力。他們將複雜的生物學知識轉化為精確的工程解釋，並與最新的深度學習技術結合，為藥物發現開闢了高效的新途徑。

正如研究中所使用的「主網路投射」技術，透過計算每個生物分子對核心網路結構的「投射值」來衡量其重要性：

組合網路矩陣 H 可以分解為以下奇異值分解 (SVD) 形式： $$H=U\times D\times V^{T} \quad (14)$$其中，$U\in\mathbb{R}^{(I+K+R+Z)\times(I+R+Z)}$、$V\in\mathbb{R}^{(I+R+Z)\times(I+R+Z)}$，以及 $D=diag(d_{1},\cdot\cdot\cdot,d_{I+R+Z})$

D 由 H 的 $I+R+Z$ 個奇異值組成，且 $d_{1}\ge d_{2}\ge\cdot\cdot\cdot\ge d_{I+R+Z}$

文章內超多方程式

方程式的精髓在於，它讓我們得以量化每個分子對皮膚生命網路的貢獻。

投射值越大，代表這個分子對維持皮膚年輕狀態的貢獻就越大，也就越可能成為我們鎖定抗老目標的關鍵！

在未來，我們或許可以期待更多類似的跨領域研究，繼續揭示生命的奧秘，為人類的健康與青春帶來更多可能性。台灣的科學家們，正用他們的智慧與努力，引領我們走向一個更年輕、更健康的未來！

後記：因林長熙院長分享的內容（放留言區）好奇之下找到的相關台灣研究