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Cell Metabolism | 证据来了!舒缓压力具有逆转衰老的可能

2023/4/24 9:15:18  阅读:108 发布者:

衰老被经典地定义为损伤积累和功能丧失的不断增加的轨迹,导致发病率和死亡率的增加。然而,最近的体外研究提出了逆转年龄的可能性。

2023421日,哈佛大学Vadim N. Gladyshev及杜克大学James P. White团队共同通讯在Cell MetabolismIF=31)在线发表了题为“Biological age is increased by stress and restored upon recovery”的研究论文,该研究报告生物年龄是流动的,在两个增加或者减少方向上都能表现出快速的变化。

在表观遗传学、转录组学和代谢组学水平上,该研究发现年轻小鼠的生物学年龄因异体共生(heterochronic parabiosis)而增加,并在手术脱离后恢复。该研究数据显示了人类和/或小鼠在大手术、怀孕和严重COVID-19期间生物年龄的短暂变化。综上所述,这些数据表明生物年龄在不同形式的压力下会迅速增长,而压力消除后则会逆转。该的研究揭示了衰老动力学的一个新层面,应该在未来的研究中加以考虑。压力引起的生物年龄升高可能是未来干预的可量化和可操作的目标。

生物体的生物年龄被认为是在生命过程中稳步增长的。然而,现在很清楚的是,生理年龄并不是与实足年龄有不可磨灭的联系:个体在生理上可能比他们的实足年龄更老或更年轻。此外,动物模型和人类中越来越多的证据表明,生物年龄可受到疾病、药物治疗、生活方式改变和环境暴露等因素的影响。尽管人们普遍承认生物年龄至少在一定程度上是可塑的,但生物年龄在一生中经历的可逆变化的程度以及引发这种变化的事件仍然未知。

DNA甲基化(DNAm)时钟已经成为评估生物年龄的首要工具,并开始回答这些问题。这种表观遗传衰老时钟的创新是基于观察到整个基因组中CpG位点的各种亚群的甲基化水平可预测地随着年龄的变化而变化。第一代人类DNAm时钟使用机器学习方法构建模型,以训练和设计用于预测实足年龄。自DNAm时钟问世以来,已经出现了第一代小鼠DNAm时钟和第二代人类DNAm时钟。

第二代人类DNAm时钟整合了许多衰老的表型测量(在某些情况下,还有实足年龄),以产生发病率/死亡率风险和生物年龄的测量。最近报道的另一种名为DunedinPACE的第二代方法使用纵向表型训练数据来测量生物衰老的速度。DNAm时钟具有出色的预测能力,并且对已知的抗衰老/延长寿命的干预措施(如热量限制)有反应。尽管关于DNAm时钟本质的机制问题仍然存在,但这些时钟代表了当前的黄金标准衰老生物标志物,现在广泛应用于衰老领域,包括人类临床试验。

压力促进衰老,而减轻压力能逆转衰老过程(图源自Cell Metabolism

该研究利用人类和小鼠DNAm时钟的力量来测量对各种压力刺激的可逆生物年龄变化。转录组学和代谢组学生物标志物的使用支持了这一观点。该研究发现,生物年龄可能会在相对较短的时间内增加,以应对压力,但这种增加是短暂的,并在从压力中恢复后趋于基线。严重的压力会导致生理年龄的增加,而生理年龄在恢复后会逆转。

利用各种压力事件(异体共生、手术、怀孕和COVID-19)来研究这个问题,该研究进一步发现第二代人类DNAm时钟给出了一致的输出,而第一代人类DNAm时钟通常缺乏检测生物年龄瞬态变化的灵敏度。最后,利用COVID-19作为引发生物年龄可逆性增加的严重传染病模型,该研究证明了压力诱导的生物年龄增加后的生物年龄恢复是预测潜在抗衰老药物的有用模型。总的来说,该研究数据表明压力导致的生物年龄增加可能是未来抗衰老干预措施的一个可行目标。

原文链接:

https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(23)00093-1#%20

转自:iNature”微信公众号

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