2024年衰老生物标志物盘点02：12大衰老生物标志物的内在联系

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一、三大特征

根据Cell杂志的一篇研究显示，衰老的十二大生物标志物包括：

1、五个主要特征（基因组不稳定性、端粒磨损、表观遗传学改变、蛋白质稳态丧失、巨自噬失能）

2、三个拮抗特征（营养感应失调、线粒体功能障碍、细胞衰老）；

3、四个综合特征（干细胞耗竭、细胞间通讯改变、慢性炎症和肠道微生物失调）。

这种分类的逻辑基于衰老过程中的生物学变化和它们对生物体健康的影响。

主要特征：这些是衰老过程中最早出现的生物学变化，包括基因组不稳定性、端粒磨损、表观遗传学改变、蛋白质稳态丧失和巨自噬失能。这些变化通常是由于DNA损伤、环境压力和细胞代谢紊乱等因素引起的。
拮抗特征：这些是生物体为抵抗主要特征的负面影响而启动的反应，包括营养感应失调、线粒体功能障碍和细胞衰老。这些反应在初期可能有益，但随着时间的推移，如果持续存在，可能会导致进一步的细胞和组织损伤。
综合特征：这些是衰老过程中晚期出现的生物学变化，包括干细胞耗竭、细胞间通讯改变、慢性炎症和肠道微生物失调。这些变化通常是由于主要特征和拮抗特征的累积效应，导致组织功能下降和疾病的发生。

二、层次结构

尽管衰老的 12 个标志中的每一个都可以逐一针对，为健康和寿命带来切实的好处，但它们之间存在某种层次结构。

最近，我们假设存在八个健康标志，其中包括空间划分的组织特征（屏障的完整性和局部扰动的遏制）、随着时间的推移维持稳态（回收和周转、电路整合和节律性振荡）以及一系列对扰动的充分反应（稳态弹性、毒物兴奋剂）调节、修复和再生）。毫无疑问，衰老与这八个健康特征的逐渐恶化有关，这意味着维持空间划分的能力日益丧失（随之而来的是内部和外部障碍的完整性的丧失，以及无法遏制这些空间和外部障碍的扰动）。时间），确保长期稳态（回收和周转能力降低，通过集成电路在不同系统之间协调效率低下，以及超昼夜节律、昼夜节律或次昼夜节律不同步），并通过完全修复和再生来充分应对压力、稳态恢复力和毒物兴奋调节。这种下降影响生物体组织的所有八个层次，涵盖不同类别的分子（例如 DNA、RNA、蛋白质和代谢物）、细胞器（例如细胞核、线粒体和溶酶体）、细胞类型（例如实质细胞、辅助/基质细胞）和炎症/免疫细胞）、构成器官最小功能实体的细胞上单位、解剖学边界内的整个器官、器官系统（如胃肠道、呼吸道和泌尿道）、全身回路（及其内分泌、神经、淋巴）和血管连接），以及元有机体（包括微生物群）。因此，衰老的 12 个标志与健康状况不佳的八个标志和有机组织的八个层次相互关联，创建了一个多维的相互作用空间，可以解释衰老过程的某些特征。

上面这张图片展示了生物体组织层次结构与衰老标志和健康侵蚀标志之间的关系。

以下是对图片内容的详细解读：

生物体组织层次结构：图片左侧列出了从分子到多细胞生物的有机体结构层次，包括分子、细胞器功能障碍、细胞、超细胞单位、器官系统和元生物。
衰老标志：图片中间部分列出了衰老的特征，包括细胞通讯改变、营养感应失调、干细胞耗竭、细胞衰老、端粒缩短、自噬功能紊乱和基因组不稳定。
健康侵蚀标志：图片右侧是一个多边形图，代表健康状况恶化的标志，包括空间隔离性损失、应激反应减弱以及修复和再生能力下降。
颜色编码：图片使用颜色编码来区分不同类别，如粉红色代表衰老特征，蓝色代表健康状况恶化的标志。

参考文献：

López-Otín, C., Blasco, M. A., Partridge, L., Serrano, M., & Kroemer, G. (2023). Hallmarks of aging: An expanding universe. Cell, 186(2), 243-278. https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.11.001

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