By Brett J. Weiss Published: 10:27 am PST Apr 21, 2021 | Updated: 4:21 p.m. PST Apr 22, 2021

我們如何定義老化？從歷史上看，我們已經計算了地球繞太陽公轉的生存時數（以年為單位的年代），但如今，我們還可以考慮細胞和組織損傷的累積（生物時代）。

目前，衰老研究領域正處於“尤里卡”時刻 (“eureka” moment ，即發明出現的那一刻!)-我們正在迅速發現衰老的方式和原因以及潛在的衰老治療選擇。我們開始看到的是，生物衰老這一主題是理解衰老過程的關鍵，並且可能為實現具有里程碑意義的衰老相關發現提供一些方法。 

 掌握關鍵生物學概念的核心將有助於我們了解研究人員在衰老研究的這個關鍵時刻正在做什麼。這些主題的範圍涵蓋從DNA分子和染色體的水平到人體的細胞和組織。

生物衰老主題

染色體的不穩定性

衰老的研究人員提出，導致染色體不穩定（染色體失去結構完整性）的DNA損傷是衰老的主要原因，影響了DNA編碼的細胞分子機器（蛋白質）的質量。 DNA突變的潛在積累（一種稱為“突變負荷”的概念）在很大程度上導致了染色體的不穩定。 這個想法是，隨著時間的流逝，自發的有害DNA突變會累積，導致“突變負荷”。 儘管這些突變的衰老效應仍然模糊不清，例如它們如何改變蛋白質，但DNA突變似乎與骨骼肌等組織的衰老相關。

端粒縮短

生物衰老研究中的另一個熱門話題是染色體末端長度。 科學家將這些染色體末端稱為“端粒”，隨著年齡的增長而衰減。 我們發現，隨著衰老的進行，促進其修復的酶（端粒酶）無法跟上它們的磨損和腐爛。 因此，研究人員尋求通過觀察染色體末端健康狀況來測量生物學年齡的方法，但是，端粒長度究竟會如何影響衰老的機制尚不清楚。

(Medical Articles by Dr. Ray) 當細胞複製時，它們的染色體末端稱為端粒會變短且磨損。 從本質上來說，當細胞複製時，由於DNA複製機制無法完全複製DNA的末端(稱為端粒)，就會使端粒變得更短。 為了彌補這一點，端粒酶可以加長了染色體的末端(端粒)，但是，端粒在細胞複製的週期中會繼續分解到一定程度。 最終，由於端粒長度減少，細胞還是達到了不擴散的狀態，稱為衰老。

衰老細胞

另一個日益增長的衰老研究概念是有關細胞衰老。 當細胞衰老時，這意味著細胞已經達到了與年齡相關的非增殖狀態。 研究人員仍在試圖弄清楚衰老是如何開始的。 有趣的是，細胞衰老的一種方式似乎與端粒縮短有關。 總體而言，量化衰老細胞在人體上的積累和負擔可能會為追踪生物衰老提供有益的方法。 實際上，這種測量生物衰老的方法可能很快就會進入臨床研究和醫學實踐，為闡明衰老的過程提供了希望。

DNA甲基組

衡量衰老的另一種方法是基於表觀遺傳學，這是基於裝飾我們DNA的稱為“甲基”的分子的積累。 研究顯示，具有更多DNA甲基的“表觀年齡較大”的個體罹患與年齡有關的疾病的風險更高。 因此，為了表觀遺傳上的生物學年齡並確定與年齡有關的疾病風險，研究人員開發了測量和分析DNA甲基積累模式的工具。 這些測量生物年齡的技術可以幫助確定哪些變量影響了快逝的歲月對人體造成的傷害，還可能導致通過操縱DNA甲基的模式甚至逆轉生物年齡的方法。

粒線體健康

粒線體通常被稱為細胞的動力源，也可以作為一種測量生物衰老的方法。 粒線體存在於全身，因為細胞需要它們來產生能量。 隨著年齡的增長，粒線體失去了產生能量的能力，這可能導致疲勞和與年齡有關的代謝紊亂。 研究顯示，服用稱為NAD +前體的營養補充品，例如煙酰胺單核苷酸（NMN），可以提高粒線體的產量和功能，並可能對提高能量水平和預防與年齡有關的疾病產生影響。

血管健康

我們的血管健康可以用作預測死亡（死亡率）的生物學指標（生物標誌）。 通過應用我們對血管健康和死亡風險的了解，我們可以更好地了解人們的年齡有多快老化。

這些血管健康的生物標誌指標包括血壓和流經血管的血流量變化和血管僵硬以及斑塊和鈣的積聚（鈣化）的測量。 其他與血管結構和功能無關的衰老血管標誌包括DNA突變，稱為白介素的炎症標誌以及基於蛋白質的血管功能障礙指示劑。 也許將來，通過查看年輕人中的這些血管生物標誌，我們可以預防與年齡有關的疾病，並優化與健康相關的可靠選擇，從而提高每個人的壽命。

（Hamczyk et al., 2020）血管衰老的生物學指標包括白細胞介素和其他蛋白質等分子、血管僵硬和鈣化等功能參數，以及諸如血管衰老指數之類的測量衰老的方法。血管衰老的生物學指標，包括分子和蛋白質，以及血管剛度等功能參數，使科學家能夠將體內衰老的測量結果用於研究目的並預防與年齡有關的疾病。

（Hamczyk et al., 2020）可以將某人的年代年齡（以年齡為單位）與其反映年齡相關的細胞和組織損傷的生物學年齡進行比較。年代年齡和生物學年齡之間的相關性可以根據血管健康狀況進行測量。 活到100歲以上的老人（百歲人瑞）中延遲的血管衰老與較高的血管健康水平相關，即使在他們年輕的時候也是如此。

生物衰老正處於全盛時期

通過使用測量生物衰老的方法來尋找預防和減輕與年齡有關的疾病的方法，生物衰老的研究正處於全盛時期，以幫助研究衰老的科學家有新的研究發現。測量生物年齡不僅有助於預測與年齡有關的疾病，而且還可以幫助我們研究人們的年齡以及導致其衰老的因素。新分子的出現，例如NMN和其他的NAD +前體，也可以幫助我們將衰老造成的損害降至最低，並防止與年齡有關的健康惡化。 NAD +增強分子與其他抗衰老化合物的組合也可能為將來延長壽命的療法鋪平道路。在適當的時候，研究可能會繼續提供新的發現，以幫助我們更好地應對生物衰老，從而改善我們的生活質量並幫助我們更長壽。對待衰老本身也可以帶來與年齡有關的疾病治療方法的突破性發現，例如癌症、中風、糖尿病和阿茨海默症等疾病。

(Ferrucci et al., 2020 | Aging Cell) 粒線體健康，表觀遺傳學和基因組不穩定等許多因素都會導致衰老和與年齡有關的疾病。導致衰老和與年齡有關的疾病的生物學因子包括蛋白質降解（蛋白穩態）、細胞衰老和不增殖（細胞衰老）、幹細胞功能降低、炎症、粒線體健康狀況惡化、染色體不穩定、營養物感應並發病以及血紅蛋白的積累、 不良的DNA分子標誌（表觀遺傳學）。 這些對衰老的影響最終導致疾病以及其所誘發的其他更多疾病。 這些疾病的其他因子包括遺傳易感性和環境風險。

參考文獻:

1. Belsky DW, Caspi A, Houts R, Cohen HJ, Corcoran DL, Danese A, Harrington H, Israel S, Levine ME, Schaefer JD, Sugden K, Williams B, Yashin AI, Poulton R, Moffitt TE. Quantification of biological aging in young adults. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015 Jul 28;112(30):E4104-10. doi: 10.1073/pnas.1506264112. Epub 2015 Jul 6. PMID: 26150497; PMCID: PMC4522793.

2. Ferrucci L, Gonzalez-Freire M, Fabbri E, Simonsick E, Tanaka T, Moore Z, Salimi S, Sierra F, de Cabo R. Measuring biological aging in humans: A quest. Aging Cell. 2020 Feb;19(2):e13080. doi: 10.1111/acel.13080. Epub 2019 Dec 12. PMID: 31833194; PMCID: PMC6996955.

3. Hamczyk MR, Nevado RM, Barettino A, Fuster V, Andrés V. Biological Versus Chronological Aging: JACC Focus Seminar. J Am Coll Cardiol. 2020 Mar 3;75(8):919-930. doi: 10.1016/j.jacc.2019.11.062. PMID: 32130928.

文章來源: https://www.nmn.com/news/what-is-biological-aging