Aging Cell | 新的研究揭示预测生物衰老的分子指纹

在一项新的研究中，来自美国匹兹堡大学的研究人员发现了与健康衰老和快速衰老有关的血液标志物，能够预测一个人的生物年龄（biological age）——测量一个人细胞和器官的衰老速度，无论其出生日期。

这一发现指出了可能构成生物年龄的途径和化合物，揭示了人们不同的衰老原因，并提出了可能延缓衰老和促进健康寿命（一个人健康的时间长度）的干预新靶标。相关研究结果于2024年3月7日在线发表在Aging Cell期刊上，论文标题为“A molecular index for biological age identified from the metabolome and senescence-associated secretome in humans”。

论文通讯作者、匹兹堡大学医学院老年医学助理教授Aditi Gurkar博士说，“年龄不仅仅是一个数字。想象一下两个 65 岁的老人：一个骑自行车上班，周末去滑雪，而另一个连爬楼梯都困难。他们的实际年龄（chronological age）相同，但生物年龄却大相径庭。为什么这两个人的衰老程度不同？这个问题推动着我的研究。”

为了回答这个问题，Gurkar和她的团队对 196 名老年人进行了比较，他们根据这些老年人完成简单步行挑战的难易程度，将他们分为健康衰老者（healthy agers）和快速衰老者（rapid ager）。鉴于步行能力是心血管健康、体力和神经健康的综合衡量标准，其他研究已表明，步行能力是预测老年人住院、残疾、功能衰退和死亡的最佳指标。

健康衰老者的年龄在 75 岁或以上，他们可以在不休息的情况下登上楼梯或步行 15 分钟，而快速衰老者的年龄在 65 岁至 75 岁之间，他们在接受这些挑战时必须休息。Gurkar说，这项新研究的独特之处在于，快速衰老者在实际年龄上比健康衰老者年轻，这使得这些作者能够对生物衰老而非时间衰老的标志物进行研究，这与将年轻人与老年人进行比较的其他研究不同。

为了在参与者的血液样本中确定生物衰老的分子指纹，他们对这两组参与者的血液样本进行了代谢组学分析，即分析体内化学途径产生的代谢物分子。

Gurkar说，“其他研究通过基因来测量生物衰老，但基因是非常静态的：你生来就有的基因在你死后也不会改变。因此，我们选择研究代谢物，因为它们是动态的：它们会实时变化，以反映我们当前的健康状况和感受，而且我们有能力通过生活方式、饮食和环境来影响它们。”

健康衰老者和快速衰老者的代谢组存在明显差异，这表明血液中的代谢物可以反映生物年龄。

Gurkar团队接下来确定了 25 种代谢物，并称之为健康衰老代谢指数（Healthy Aging Metabolic Index，下称HAM指数）。他们发现，HAM 指数在区分健康衰老者和快速衰老者方面优于其他常用的衰老指标，包括虚弱指数、步速和蒙特利尔认知评估测试（Montreal Cognitive Assessment test）。

SOLVE-IT研究队列的全局代谢分析

图片来自Aging Cell, 2024, doi:10.1111/acel.14104

为了验证他们的新指数，这些作者分析了在威斯康星州开展的一项研究中的另一批老年人。HAM指数能正确预测每个人是否能在户外步行10分钟而不停下来，准确率约为68%。Gurkar说，“我们从不同的地理区域选取了非常不同的人群，结果发现这些相同的代谢物与生物衰老有关。这让我们相信，HAM 指数能够真正预测谁是健康衰老者，谁是快速衰老者。”

这些作者利用一种可以预测生物特征潜在驱动因素的人工智能模型，确定了最有可能促进健康衰老或驱动快速衰老的三种主要代谢物。在未来的研究中，他们计划深入研究这些代谢物以及产生这些代谢物的分子途径如何导致生物衰老，并探索可以减缓这一过程的干预措施。

Gurkar还计划开展更多研究，以评估年轻人的代谢组如何随时间推移而变化。最终，她希望开发出一种血液检测方法，可以估计年轻人的生物年龄，或预测那些可能会患上衰老疾病的人。

Gurkar说，“我们能预测老年人的生物衰老固然很好，但更令人兴奋的是一种血液测试，例如，它能告诉35岁的人，他们的生物年龄更像45岁的人。这样，这个人就可以考虑尽早改变自己的生活方式，无论是改善睡眠、饮食还是运动，从而有望逆转自己的生物年龄。”

她补充说，“如今，在医学上，我们往往等待问题发生后再进行治疗。但衰老并不是这样的——它关乎预防。我认为医学的未来将是及早了解一个人的衰老过程，并制定个性化的干预措施来延缓疾病和延长健康寿命。”

参考资料：

Shruthi Hamsanathan et al. A molecular index for biological age identified from the metabolome and senescence‐associated secretome in humans. Aging Cell, 2024, doi:10.1111/acel.14104.

New study reveals molecular fingerprint of biological aging
https://medicalxpress.com/news/2024-03-reveals-molecular-fingerprint-biological-aging.html