村上春树曾说过,我一直以为人是慢慢变老的,其实不是,人是一瞬间变老的。你是否也有过类似的感觉——在某一个瞬间,突然觉得自己老了。
事实上,这种感受并非“空穴来风”,身体在某个特定的时间点上发生量变到质变的情况,又被称为「断崖式衰老」。早在2019年,Nature Medicine上刊登过一项题为Undulating changes in human plasma proteome profiles across the lifespan的研究,提出了“衰老不是匀速的而存在三个生理转折点”的观点。该研究中,这三个出现“断崖式衰老”的年龄分别为34岁、60岁和78岁,而这一发现是基于人体内血浆蛋白质组的起伏变化。当然,年龄只不过是个“数字”。人类衰老是一个复杂的多因素过程,实际生物学年龄和我们平时嘴上常提到的“计时年龄”往往不匹配。除了容貌和体态上的改变之外,衰老更多地是反映在深层的人体生理学上,包含转录物、蛋白质、代谢物、微生物以及临床实验室值等一系列衰老标志。因此,更精确化的算法还得靠多维度的“衰老时钟”。近日,来自中科院和温医大的研究团队联合开展的研究,基于中国女性老龄化的多组学分析,开发了一套特定的“衰老时钟”,发现:30岁和50岁是女性的两个“断崖式衰老”时间节点,可作为监测衰老的重要时期,并推测其中的主要影响因素是激素。https://doi.org/10.1016/j.medj.2023.06.010.本研究共招募了113名健康的中国女性志愿者,年龄在20-66岁之间。研究者收集并分析了多维生物标志物,包括表型组学、转录组学(在整体和单细胞水平)、蛋白质组学和代谢组学,并鉴定出一系列随着年龄增长而发生明显变化的指标,在此基础上开发出综合“衰老时钟”。1、与衰老相关的表型组学改变
——三大明显改变的模式:脂质代谢、循环激素和组织功能系统医学调查涵盖了7类测量值,包括行动能力、人体测量、血脂、激素、血液含量、血细胞以及组织功能。结果显示,全部测量值中有32项与年龄呈正相关,有54项与年龄呈负相关。对衰老相关的临床参数进行深入分析后,研究者发现了三种模式会随着年龄增长出现显著改变,分别为:脂质代谢、循环激素和组织功能。具体来说,在脂质代谢变量中,随着年龄的增长,血胆固醇、低密度脂蛋白(LDL)和载脂蛋白A水平显著增加。相应的,与脂肪分布相关的人体测量特征,如体脂率、内脏脂肪水平和腰臀比,也与年龄呈正相关。在循环激素水平中,有4种性激素与年龄高度相关,其中促卵泡激素(FSH)和黄体生成素(LH)是与年龄正相关程度最高的指标,而抗缪勒管激素(AMH)则是下调幅度最大的。更为重要的是,与肝、肺、骨骼和肌肉组织功能相关的指标也与衰老之间存在密切关联。举例来说,随着年龄的增长,慢阻肺的关键指标FEV1和骨密度逐渐下降;而与肝损伤相关的标志物——血清碱性磷酸酶却会伴随着衰老而逐渐升高,这意味着多组织功能的衰退。微观层面,研究者从整体和单细胞水平层面分析了PBMC转录组,发现356个与衰老正相关的和1,372个与衰老负相关的基因。其中,与年龄最大负相关的基因是LRRN3,该基因在初始T细胞中高度表达。随着年龄的增长,LRRN3的表达会显著减少,彰显出T细胞的衰老。另一个与年龄高度负相关的基因为CACHD1,它也在初始T细胞中富集。与之类似,研究者还发现了SATB1、CD248和TCF7等基因,这些参与“维持初始T细胞储蓄库”的基因均显著下调。除了T细胞的衰老之外,生物大分子合成相关通路上衰老基因的富集,也表明了这些衰老的免疫细胞的合成代谢能力下降。比如,随着年龄的增长,编码介导CD8+ T细胞产生腺苷的50核苷酸酶的NT5E基因显著减少。相反,表达高水平炎症细胞因子、易凋亡的衰老T细胞的标志物CD70基因则出现了上调;与炎症升高相关通路,如“白细胞活化调节”和“细胞溶解”相关基因也出现了类似升高。——血浆分泌蛋白质组表现出脂质代谢失调、炎症和组织老化研究者依据实际年龄确定了血浆蛋白质的衰老模式,并找出了会随着年龄增长而增长的119种蛋白质,以及随着年龄增长而减少的148种蛋白。从脂质代谢角度切入,糖蛋白NMB和C反应蛋白(CRP)等循环衰老生物标志物,均会随着衰老的发生而显著增加。此外,随着年龄的增加,与低密度脂蛋白和胆固醇浓度升高有关的血浆脂蛋白,如APOF、APOC4、APOA4、APOB和APOC3,也会随之升高。而炎症相关的分析显示,与慢性炎症相关的蛋白同样会随着年龄的增长而不断升高,比如:先天性免疫系统的基本成分——补体系统中的C1R、C2、C4BPA和C5,和炎症免疫过程中的相关蛋白CHIT1、LILRA2、LILRB1、CCL16和CCL18。其中,ELISA测试显示,壳三糖苷酶(CHIT1)和白细胞免疫球蛋白样受体亚家族A成员2(LILRA2),是老年人体内累积最多的两种蛋白质,且与慢性炎症密切相关。值得注意的是,研究者推断,1/3的衰老累积蛋白源自肝脏,与衰老正相关的肝源性蛋白,包括脂蛋白、补体蛋白、炎症蛋白,以及常见的肝损伤指标,如PCSK9和ANGPTL3。另有1/5的年龄减少蛋白由肌肉分泌而来。举例来说,与ATP代谢和自噬过程相关的因子属于肌肉来源蛋白,它们会随着年龄的增长而减少,该程度的调节失调会进一步诱发老年人中常见的少肌症。至于其他组织(如免疫系统和神经系统)和泛组织来源的蛋白质,在与年龄进行相关性分析后,将有助于缩小组织特异性和系统性的衰老生物标志物的范围。鉴于表型、转录和蛋白质组水平均出现了代谢相关的变化,研究者受到启发,进一步追踪了不同年龄受试者之间的代谢差异。结果显示,共有99个和46个代谢物与年龄分别呈现出正相关和负相关。值得注意的是,几乎50%的年龄相关代谢物是脂类或类脂分子,包括甘油磷脂类、脂肪酰基、类固醇和类固醇衍生物。举例来说,脂蛋白的重要组成部分——甘油酸酯,会随着年龄的增长而显著增加。这一现象,也与此前提到的脂蛋白中蛋白质成分的积累,以及LDL和胆固醇浓度的升高相一致。此外,通路富集分析显示,组氨酸代谢上调,导致1-甲基组氨酸(1-MH)和3-MH的积累。这两个参数是肌肉退化和虚弱的生物标志物,它们随着年龄增长而增长也意味着老年人肌肉质量的下降。与之相反,随着年龄的增长,天然类固醇激素出现了明显的减少,比如脱氢表雄酮(DHEA)和硫酸化形式的DHEA硫酸盐(DHEA-S)。这两种代谢物被认为是衰老相关的重要标志物,补充DHEA和DHEA-S能够有效抑制血管内皮细胞的功能障碍。于是,研究者开始思考:要是想减缓衰老表型,补充这些与年龄负相关的代谢物是否有效呢?结果并不出乎意料。在补充了三种最常见“随着年龄增加而减少”的代谢物(戊酸、肉豆蔻酸和胡椒碱)之后,衰老相关的b-半乳糖甘酶水平降低,迁移能力得到提高以及形成了毛细血管样结构。说明在补充了血浆代谢物之后,人主动脉内皮细胞的衰老得到了延缓。研究者表示,这一发现相当令人兴奋!未来,或许能够通过探究衰老相关的血浆代谢物,来开发延缓衰老的策略。基于上述四个角度的发现,研究者建立了一套匹配中国女性的“衰老时钟”,这是一个涵盖面部、表型、转录、蛋白和代谢时钟的多维度复合时钟。图形显示,30岁和50岁左右出现了两个波峰,这两个峰值也接近生育和绝经的时间节点。当然,这两个波峰仅共享了一小部分的相同变化,可见不同年龄段的衰老是不尽相同的。在30岁时,转录组和代谢组水平上观察到了特定的变化。在这一阶段,三种甘油磷脂和镰孢菌素A的含量显著增加,而属于类固醇和类固醇衍生物的三种代谢物则出现了减少。与此一致的是,研究者还观察到参与激素反应的基因减少,比如AR、NTRK3和PPARG。与30岁相比,50岁的“断崖式衰老”更为明显。在表型组学上,载脂蛋白A的水平显著升高。此外,组织健康指标出现了快速变化,比如骨密度和肺功能在50岁左右显著减弱,同样肌肉组织蛋白也急剧减少。以上改变,与激素水平的变化息息相关。换言之,长期接受激素代替疗法的参与者,多个衰老参数也得到了一定的缓解。综上,研究者基于四角度、多参数建立了中国女性特有的“衰老时钟”,并发现30岁和50岁是两个关键的“断崖式衰老”时间节点,在这两个岁数可能发生剧烈的生理变化。所以,当你发现某瞬间自己“突然老了”,说不定正是身体给你发出信号
参考资料:
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