2023年,当人类首次将衰老界定为12种生物学特征的集合,这已是一次学术的新里程碑与对生命本质的成功探索。
而2年后,2025年的4月17日,国际顶级学术期刊《Cell》刊发的一篇重磅综述,又在精密的生命时钟里发现了两枚此前未受关注的齿轮——“细胞外基质变化”与“社会心理隔离”,至此,衰老的标志扩展至14个。
这场发端于分子层面的变革,最终将重塑人类对于自身生命轨迹的认知与把控。
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两组对生命本质的新解读密码
目前,人类对衰老的研究已从老年医学升级为精准老年医学。学界普遍认为,衰老是由老年基因(gerogenes)过度激活和老年抑制基因(gerosuppressors)功能减弱所驱动,其中便涉及衰老特征的概念。
综述内容思维导图
早在2013 年,首版《衰老的特征》正式出版时,老年科学领域就引入了这个个关键概念——一种生物现象若要被视作衰老特征,必须满足三项严格标准:
其一,其应呈现为与年龄相关的表现;
其二,需有实验证实诱导该现象能够加速衰老进程;
其三,通过相关干预措施能够减缓、终止甚至逆转衰老。
基于三项标准,2023 年研究人员初列 12 个衰老特征:基因组不稳定、端粒损耗、表观遗传改变、蛋白质稳态丧失、大自噬失能、营养感应失调、线粒体功能障碍、细胞衰老、干细胞耗竭、细胞间通讯改变、慢性炎症、生态失调 。
这 12 个衰老特征进一步细分为驱动衰老进程的“原发性”特征、针对原发性改变做出响应的“拮抗性”特征,以及阐释衰老表型的“整合性”特征。
衰老的 14 个特征及其在原发、拮抗和整合水平的衰老过程中的作用的示意图
这一次,在既往研究基础之上,研究人员又新增了“细胞外基质变化”与“社会心理隔离”两大特征。至此,衰老的最新标志已增至 14 个。
细胞外基质:衰老的结构性基础
细胞外基质(ECM)变化作为近年来新确认的衰老标志,揭示了组织微环境在衰老进程中的核心作用。
ECM 如同细胞的 “外部建构”,由胶原蛋白(类似钢筋)、弹性蛋白(类似弹簧)、糖胺聚糖(类似胶水)等构成,为细胞提供支撑,还通过信号调控细胞活动。
衰老过程中,ECM 会出现异常:透明质酸(糖胺聚糖之一)分解,分子量变小;胶原蛋白异常交联,结构变硬;弹性蛋白断裂,“建构” 失去弹性。这些变化共同导致ECM 黏弹性下降,进而诱发细胞衰老、干细胞功能异常及组织纤维化。
裸鼹鼠(一种长寿动物,野生个体寿命可达30年以上,实验室观察记录中,最长寿个体存活超过37年)模型为 ECM 变化的衰老驱动作用提供了关键证据:
其特有的透明质酸合酶 2 基因(Has2)编码高分子量透明质酸(HMW-HA),具有卓越的细胞保护功能,将该基因转入小鼠后,可通过改善肠道屏障、减少炎症反应、维持器官年轻转录组特征等机制,显著延长小鼠健康寿命。
另外,ECM 的变化并非孤立,它与其他衰老问题相互关联:ECM 硬化能激活 “细胞衰老开关”,加速细胞衰老;破坏干细胞微环境,导致干细胞耗竭;还会影响线粒体功能,加速器官衰退。可见,ECM 变化是衰老的 “核心枢纽”,串联起各种衰老问题,是整合性衰老标志的典型代表。
社会心理隔离:衰老的神经调节
与细胞外基质的结构性衰老形成互补的是,社会心理隔离作为功能性衰老标志,从神经内分泌和心理社会层面揭示了衰老的复杂调控网络。
随着年龄增长,个体因运动能力下降、认知衰退等逐渐减少社会参与,由此引发的孤独感、抑郁等心理状态通过慢性激活下丘脑 - 垂体 - 肾上腺(HPA)轴,导致皮质醇等应激激素持续升高,进而诱发全身炎症反应和代谢紊乱。
科学家在小鼠实验中发现,让年轻小鼠和老年小鼠多互动,可调节 HPA 轴活性,降低皮质酮水平,改善免疫功能并延长老年鼠健康寿命。而对人类的研究也显示,缺乏社会支持的人更容易患上心血管疾病和抑郁症,寿命也可能受到影响;而通过参加社交活动或心理干预,身体的抗炎能力会增强,健康状况也会好转。
从身体分子机制来看,长期的心理压力会通过改变基因的活动方式(比如 DNA 甲基化),加速衰老相关基因的活跃,还会让身体释放更多促炎物质,导致免疫细胞提前 “衰老”,形成 “压力大→身体发炎→衰老加速” 的恶性循环。
种种证据表明,社会心理隔离和年龄增长密切相关:动物实验中,隔离饲养的动物会更快出现衰老症状;人类中,社交活跃的人往往更长寿。因此,保持良好的社交和心理状态,不仅能让人心情愉快,更是连接心理健康与身体健康的重要纽带,对延缓衰老有着实实在在的影响。
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衰老的多米诺骨牌效应
事实上,在原有的 12 个衰老标志中,就隐藏着生命系统崩溃的“多米诺骨牌”:
基因组不稳定与端粒损耗如同双螺旋的裂缝,DNA复制错误随年龄累积,端粒酶活性下降则让染色体失去"保护帽",细胞分裂如同失去刹车的列车冲向凋亡深渊。
线粒体功能障碍与营养感应失调构成能量代谢的恶性循环,受损线粒体漏出的ROS(活性氧)不仅破坏DNA,更干扰胰岛素/IGF-1信号通路,形成代谢综合征的病理基础。
细胞衰老与干细胞耗竭则是组织再生的双重打击,衰老细胞释放的SASP(衰老相关分泌表型)形成炎症微环境,同时干细胞池枯竭导致组织修复能力崩盘。
这些标志构成一环接一环精密的衰老网络。当基因组不稳定触发蛋白质稳态丧失,错误折叠的蛋白质又会加剧线粒体损伤;营养感应失调导致的自噬功能下降,则使细胞无法清除"垃圾蛋白",形成恶性循环的闭环。
现如今新增的 2 个衰老标志,更是将这幅多米诺骨牌搭建得更加完善了。
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抗衰老战场升级
在抗衰老研究领域,一场从宽泛干预向精准靶向的技术变革正兴起。
成都未来医学城
基因编辑技术在临床应用方面率先取得突破。CRISPR-Cas9 技术的问世,推动了抗衰老研究从理论探索向实践转化。通过对小鼠模型中衰老相关基因,如 p16INK4a 基因进行敲除实验,研究人员观察到小鼠寿命显著延长;“表观遗传重编程” 技术则通过逆转 DNA 甲基化模式,有效恢复了老年小鼠肝细胞的活力。不过,基因治疗的安全性与伦理问题始终是科学界高度关注的重要议题。
与此同时,现代抗衰老医学正从单一学科研究向多学科协同模式转变,多组学驱动的精准干预已成为新的研究趋势。科学家通过整合基因组学、代谢组学、蛋白质组学等多维度数据,构建个体的衰老特征图谱。例如,以色列 Human Longevity Inc. 公司开发的 “衰老时钟” 算法,能够通过分析血液中的生物标志物,以 89% 的准确率预测个体未来 5 年内的衰老速率。基于此类预测模型,临床医生可制定个性化的抗衰老方案,如针对端粒损耗严重的个体采用端粒酶激活剂,对线粒体功能障碍的患者实施线粒体移植治疗。
在拓展传统医学边界方面,社会心理干预与生物学研究的交叉融合为抗衰老研究开辟了新的方向。斯坦福大学开展的 “数字社交疗法” 研究,利用虚拟现实(VR)技术为独居老人创建沉浸式社交场景,实验结果显示,受试者体内炎症因子水平降低了 32%;“神经反馈训练” 则通过脑电图(EEG)监测脑电活动,实时调整社交互动模式,改善下丘脑 - 垂体 - 肾上腺(HPA)轴功能,这些研究将心理干预转化为可量化的生物学效应。
展望未来,精准老年医学展现出广阔的前景。随着衰老生物学标志物增加至 14 个,科学家开始构建 “衰老干预矩阵”,矩阵中的每个节点均对应针对特定标志物的干预策略,如针对细胞外基质异常采用可注射纳米材料,针对社会心理隔离实施认知行为疗法。
尤为具有实验性的是,“多靶点鸡尾酒疗法” 正在研发中,该疗法通过组合使用达沙替尼(清除衰老细胞)、二甲双胍(改善代谢)、SS-31(保护线粒体)等药物,实现对衰老机制的多靶点干预。
写在文末
14个衰老标志的提出,让科学家看到更多干预的可能,它,不是终点而是起点。从实验室里闪烁的基因编辑荧光,到养老社区中老人的笑容,抗衰老战争正在多个维度同时推进。
当未来人类回望今天,或许会这样定义这个时代:这是人类首次真正读懂生命这本"无字天书"的章节,并开始重写自己的命运。
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