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压力加速衰老又添实锤!Cell Metab:手术/怀孕/新冠均会加速衰老,但在短期内可被逆转

丁香学术

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20 世纪 70 年代,生物年龄的概念就已经出现,它被用来评估人体真实的衰老速率。生物体的生物年龄被认为在生命过程中稳步增加,但是,个体在生物学上可能比他们的实际年龄更老或更年轻。基于动物模型和人类的研究,越来越多证据表明,生物年龄可能受到疾病、药物治疗、生活方式改变和环境暴露等多因素的影响。
衰老的经典概念是损伤累积和功能丧失的不断增加,从而导致发病率和死亡率的增加。尽管人们普遍承认生物年龄至少在某种程度上具有可塑性,但生物年龄在整个生命中经历可逆变化的程度以及引发这种变化的事件仍然未知。
2023 年 4 月 21 日,来自杜克大学医学院和哈佛医学院布莱根妇女医院的研究人员在 Cell Metabolism 杂志上发表了一项题为 Biological age is increased by stress and restored upon recovery 的研究。该研究表明,生物学年龄是流动的,并表现出快速的双向变化

研究发现,人类和小鼠的生物年龄在应对压力时迅速增加,且在压力消失后可被逆转。根据多个独立的表观遗传衰老时钟,这些变化发生在相对较短的几天或几个月的时间段内
「这种生物年龄的波动,挑战了生命过程中生物年龄单向上升轨迹的长期概念」 杜克大学医学院的研究作者 James White 说。「以前的研究提示了生物年龄短期波动的可能性,但这种变化是否可逆的问题直到现在仍未得到探索。至关重要的是,这种变化的触发因素也是未知的。」

图片来源:Cell Metabolism

研究内容

在这项研究中,研究人员利用了 DNA 甲基化时钟来测量人类和小鼠对面对各种压力刺激下生物年龄的变化,这是一种通过观察整个基因组中各个位点的甲基化水平在实际年龄过程中可预测的变化而构建的工具。

在一组实验中,研究人员通过手术将 3 个月大的小鼠和 20 个月大的小鼠的循环系统连接在一起,即异种共生。结果表明,在表观遗传学、转录组学和代谢组学水平上,年轻小鼠的生物学年龄因异慢性共生而增加,并在手术分离后恢复。即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,并且在从压力中恢复后趋向于基线。

图片来源:Cell Metabolism

 

在证明了生物学年龄的短暂增加可以通过实验诱导后,研究人员试图确定同样引起生物学年龄可逆变化的「自然」情况。鉴于慢性应激和生物学年龄加速之间的联系,他们假设急性、高度应激的健康事件可能会诱发这种变化。为了检验这一假设,研究人员在人类或小鼠的大手术、怀孕和严重的 COVID-19 感染期间,观察了人类或小鼠的生物年龄变化。

 

正如研究人员预测的那样,生物年龄在短期内发生了增加和逆转。例如,创伤患者在紧急手术后经历了强烈而迅速的生物年龄增加。这种增加被逆转,并且在手术后的几天内生物年龄恢复到了基线水平。同样,怀孕受试者经历了不同速度和幅度的产后生物年龄恢复名为托珠单抗的免疫抑制药物促进了恢复期 COVID-19 患者的生物年龄恢复

图片来源:Cell Metabolism

 

总结

 

综上,研究人员分析了小鼠和人类的多种严重应激模型,发现应激可通过多种衰老的高级生物标志物短暂地提高生物学年龄。这些数据表明,生物年龄在应对各种形式的压力时迅速增加,而在从压力中恢复后又会逆转

 

「严重的压力会增加死亡率,至少部分是通过增加生物年龄,」该研究的作者 Vadim N. Gladyshev 说。「这一概念表明,可以通过降低生物年龄来降低死亡率,并且从压力中恢复的能力可能是健康衰老和长寿的重要决定因素。」

 

该研究揭示了一个新的衰老动力学层面,研究人员表示未来进一步研究的关键领域是了解生物年龄的短暂升高或从这种增加中成功恢复的能力与终身生物衰老轨迹之间的联系

 

 

题图来源:站酷海洛

参考资料:

Poganik et al., Biological age is increased by stress and restored upon recovery, Cell Metabolism (2023), https:// doi.org/10.1016/j.cmet.2023.03.015

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