基于9个衰老迹象的衰老诊断

爱尔兰伟大的物理学家威廉·汤姆森(William Thomson)说:“如果无法衡量,就无法改善。”

B. Vellas等人在他们的新工作中,针对9种常见衰老迹象中的每一种提出了衰老的生物标志物,有关衰老的最重要著作《衰老的标志》中对此进行了讨论。

这是指导他们的原则:“根据现代文献,对于生物衰老的每种迹象,我们提出了健康衰老的生物标志物。我们的选择是基于它们与死亡率,与年龄有关的慢性疾病,老年性衰弱和/或功能受损的联系。”

1.基因组不稳定。微核


作为基因组不稳定性的生物标记,作者提出了通过微核分析确定的微核。

由于外部和内部因素,遗传损伤随着年龄的增长而累积。基因组不稳定性是由损伤和DNA修复之间的不平衡导致的。可以使用微核分析来评估对染色体的损害,该分析可以测量染色体降解。微核由受损的细胞分裂或凋亡过程中形成的染色体片段形成。体内微核细胞含量的增加与衰老,癌症,神经退行性疾病和吸烟有关。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21763453?dopt=
摘要 www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21164187?dopt= 摘要

另外,研究表明,微核增加与衰老性衰弱(体弱)

学者相关。 oup.com/biomedgerontology/article/73/7/864/4807480

2.端粒缩短


端粒是染色体的末端区域,每次细胞分裂都会缩短。这是研究最多的衰老迹象之一,迄今为止,PubMed上已有8,000多种出版物。用来测量端粒长度的两种主要方法是Southern印迹法(测量酶切的端粒片段的大小)和定量聚合酶链反应(qPCR)。
在最近对25项研究的荟萃分析中(受试者人数为n = 121749,有21763人死亡),端粒缩短是所有原因致死率的预测指标。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30254001?dopt=摘要

3.表观遗传修饰。DNA甲基化时钟


DNA序列的变化并不是与年龄相关的唯一基因组变化。表观遗传修饰,例如DNA甲基化,组蛋白修饰,染色质重塑,影响基因表达,也是衰老的特征。

其中,CpG岛甲基化的变化是基因表达的主要调节因子。根据这些变化(个体之间相对恒定),开发了表观遗传学的甲基化时钟,据作者称,该时钟准确显示了生物年龄和发展与年龄相关的病理风险。

4.违反蛋白质变形。簇蛋白


众所周知,细胞内蛋白稳态或蛋白稳态受多种质量控制机制的支持:使用伴侣蛋白进行蛋白重折叠以及遍在蛋白-蛋白酶体系统降解或通过自噬。由于细胞压力,异常蛋白质的聚集是衰老和与年龄有关的疾病(例如老年痴呆症)的迹象。

clusterin蛋白(也称为载脂蛋白J)支持正常的蛋白稳态,防止异常蛋白的积累。几项研究表明簇蛋白水平与年龄相关疾病之间的关系。

因此,Riwanto描述了HDL相关簇蛋白水平的降低与冠心病有关。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23349247?dopt=摘要

相反,在阿尔茨海默氏病的发病机理中,簇蛋白水平升高。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20603455?dopt=摘要

5.违反营养规定。西尔图因斯


除胰岛素和IGF-1信号传导途径外,Sirtuins是其他具有相反作用的营养传感器:它们的信号传导途径与营养缺乏和分解代谢有关。激活sirtuins可以模拟卡路里限制并改善预期寿命和健康状况。

如Sharples等人所述,Sirtuin -1在骨骼肌细胞的存活和再生中起着核心作用。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25866088?dopt=摘要

Sirtuin-1最初被描述为一种核蛋白。但是最近在血清中发现了它。在这项研究中,与年轻人相比,阿尔茨海默氏病患者的老年人血清sirtuin-1水平较低。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23613875?dopt=摘要

6.线粒体功能障碍。GDF 15和Apelin


人的衰老通常与进行性线粒体功能障碍有关。在此功能障碍所涉及的重要参数中,衰老过程中观察到的呼吸链效率下降的特征是活性氧(ROS)产生增加,线粒体完整性缺陷和线粒体生物发生减少(特别是由瑟土因控制)。

GDF-15是应激诱导的细胞因子,是转化生长因子β超家族的成员。GDF-15被认为是遗传性线粒体疾病的诊断标志物,并有可能作为线粒体功能障碍的标志物

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27018280?dopt=Abstract

研究表明,运动诱发的apelin(肌动蛋白)也可以被认为是与线粒体功能障碍相关的衰老生物标志物。Apelin通过线粒体形成以及与衰老迹象相关的其他途径(自噬,炎症和肌肉干细胞)增强了肌肉功能。

www.nature.com/articles/s41591-018-0131-6

7.细胞老化。p16墨水4A


细胞衰老是一种稳定的细胞周期停滞状态,并伴随着表型变化,包括促炎性SASP因子的产生。 SASP可促进炎症和组织功能障碍。作为旨在防止受损细胞增殖的一种补偿机制,细胞衰老是由与年龄相关的不同刺激引起的:端粒缩短,DNA损伤和过度的促有丝分裂信号传递,特别是在ink4 / ark基因座的表观遗传抑制期间,肿瘤抑制蛋白p16Ink4a。

p16Ink4A蛋白的表达随动物和人类各种组织的衰老而增加。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15520862?dopt=Abstract
onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/j.1474-9726.2006.00231.x

还显示p16Ink4a外周血T淋巴细胞的转录与年龄,烟草使用,身体活动呈正相关,并且可能是衰老的生物标记之一。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2752333

此外,在旨在识别与年龄相关的疾病多态性的372 GWAS研究的荟萃分析中,编码p16Ink4a蛋白的ink4 / ark基因座与最多的疾病相关,包括阿尔茨海默氏病,心血管疾病,癌症和2型糖尿病

。www.ncbi.nlm.nih.gov/ pmc / articles / PMC3444649

8.干细胞耗竭:循环性成骨祖细胞


许多组织的修复和再生潜能随着年龄的增长而降低,这与几个干细胞库(例如造血,神经,间充质和肠上皮干细胞)的功能衰竭有关。

成年干细胞在发育后存在于每个组织和器官中,并在一生中再生受损的组织。在衰老过程中,干细胞功能下降。干细胞耗竭被视为上述几种衰老迹象的综合结果,包括DNA损伤,表观遗传学变化,端粒缩短,细胞衰老和线粒体功能障碍。

但是,干细胞的耗竭很难以无创的方式进行测量,直到其临床后果出现,例如造血干细胞的贫血和血细胞减少(即细胞缺乏),肌肉干细胞的少肌症和肠上皮干细胞的肠功能降低。到目前为止,关于这种衰老迹象的潜在生物标志物的数据尚不足。已经提出循环成骨祖细胞作为骨髓中间充质干细胞群体的替代标志物。

asbmr.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/jbmr.370

成骨祖细胞的百分比与年龄成反比。同样,这些细胞的较低水平与乏力,较低的身体机能(通过抓地力和步行速度衡量)和残疾有关,而与年龄和相关病理无关。

Academic.oup.com/biomedgerontology/article/71/9/1124/2605419

9.改变的细胞间通讯:炎症小体和IMM-AGE


衰老与细胞之间的连接改变和慢性炎症,发炎有关。这种炎症被认为是上述几种衰老迹象的结果,包括细胞衰老(通过SASP)和蛋白稳态丧失,因为蛋白质折叠不当是触发先天免疫反应的危险信号。

炎症的主要途径之一是炎症的信号途径。炎性瘤是一个复杂的细胞内蛋白系统,在检测到压力/危险信号时会收集这些蛋白,并触发促炎性细胞因子(白介素-1β和白介素-18)的成熟和释放。缺少NLRP3炎性小体的小鼠模型显示出炎症,葡萄糖耐量下降,海马变性和神经炎症的减少。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4017327

在老年人中,从60到90岁,炎症小体的活化(通过全血细胞中nlcrc4和nlrc5基因的表达以及白介素1β的产生来测量)与动脉高血压和动脉僵硬,与个人和家庭寿命负相关。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28092664吗



www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2946640
www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3812809

除炎症外,免疫衰老还包括免疫系统先天和适应部分的许多因素的数量和功能变化。

免疫衰老会加剧与上述衰老迹象相关的衰老过程,特别是由于无法破坏病原体以及癌前细胞,衰老细胞和畸形蛋白质。A. Alpert等人创建了免疫衰老的IMM-AGE轨迹,基于此轨迹可以预测各种原因引起的死亡风险。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6686855

文章:“修订衰老迹象以识别生物年龄标记”

Source: https://habr.com/ru/post/undefined/


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