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衰老过程复杂且涉及多因素,为探究衰老及相关疾病机制,研究人员对≥60 岁个体开展研究,量化 47 种血液衰老生物标志物,发现炎症和代谢分子与衰老密切相关。这为理解衰老进程提供依据,有助于开发相关诊断和干预措施。
随着年龄的增长,人体就像一台逐渐老化的精密仪器,各个部件开始出现各种问题。衰老的过程复杂而神秘,它是一个多因素、异质性的生物学过程,影响着身体的所有系统。从曾经和谐的 “内稳态交响乐” 逐渐变成杂乱无章的 “噪音”,这背后隐藏着许多导致健康问题的因素。在探索衰老机制的道路上,科学家们提出了老年科学范式,试图揭示衰老的核心过程和途径,这些被称为衰老标志(hallmarks of aging)的过程,包括基因组不稳定、端粒磨损、表观遗传改变等多个方面。然而,要深入了解衰老,就需要找到合适的生物标志物来评估个体对慢性疾病的易感性和功能丧失情况。多标记分析方法成为了解开衰老复杂性的有力工具,但目前对于衰老生物标志物随年龄和性别的变化轨迹,以及它们之间的关系,我们知之甚少。为了填补这些知识空白,来自瑞典卡罗林斯卡学院(Karolinska Institutet)、意大利 LUM 大学等研究机构的研究人员开展了一项重要研究,相关成果发表在《GeroScience》上。
研究人员从瑞典国家老龄化与护理研究(SNAC - K)的参与者中选取了 234 人作为研究对象。SNAC - K 是一项基于社区的纵向研究,对居住在斯德哥尔摩 Kungsholmen 区≥60 岁的个体进行随机抽样。研究人员收集了参与者基线和 6 年随访时的非空腹血样,运用定制的磁珠 Luminex 免疫分析技术,对 47 种涉及炎症、代谢、神经退行性变、血管 / 器官功能障碍和细胞衰老四个生理领域的生物标志物进行了定量分析。同时,研究人员还收集了参与者的社会人口学信息、临床疾病诊断、认知和身体功能等数据。在统计分析时,他们采用了多种方法,如通过密度图和配对 t 检验观察生物标志物水平分布变化,利用线性混合效应模型探究年龄、性别与生物标志物浓度的关系等。
在参与者特征方面,纳入分析的 234 名参与者平均年龄 77.6 岁,女性在用药数量和慢性肾病患病率上高于男性。
生物标志物水平分布结果显示,部分生物标志物在随访时浓度有显著变化。比如,α - 突触核蛋白(α - synuclein)、脂联素(adiponectin)等浓度在随访时升高;而 E - 选择素(E - selectin)、胰岛素样生长因子结合蛋白 3(IGFBP3)等浓度降低。
从生物标志物的相关性和聚类分析来看,在基线和随访时均识别出六个密切相关的生物标志物簇,且部分簇的组成在两个时间点有所不同,但包含 E - 选择素、白细胞介素 - 1α(IL - 1α)等的簇保持稳定。
年龄与生物标志物水平纵向变化的关联研究发现,一些生物标志物与年龄存在显著线性关联。像脂联素、C - 肽(C - peptide)等代谢标志物,白细胞介素 - 6(IL - 6)、髓过氧化物酶(MPO)等炎症标志物,胱抑素 C(cystatin C)、基质金属蛋白酶 7(MMP7)等血管 / 器官功能障碍和细胞衰老标志物,以及 S100 钙结合蛋白 B(S100B)、 Tau 蛋白等神经退行性变标志物都在列。其中,IL - 1α、IL - 1β、IL - 12p70、S100B 和 Tau 蛋白与年龄呈负相关。同时,胰岛素样生长因子结合蛋白 1(IGFBP - 1)、瘦素(leptin)等生物标志物与年龄存在非线性关系。
在讨论部分,研究结果表明炎症和代谢生物分子与 6 年随访期间的衰老密切相关。脂联素、C - 肽和肾素(renin)等代谢标志物随年龄增长的变化,提示它们可能作为衰老的代谢标志物或代谢综合征的生物标志物。例如,脂联素不仅能调节葡萄糖水平和脂肪酸分解,还与胰岛素敏感性、动脉粥样硬化等相关,在不同年龄段对健康的影响有所不同。而白细胞介素等炎症标志物的变化,伴随着血管 / 器官功能障碍和细胞衰老标志物浓度的增加,表明炎症信号与血管 / 器官功能障碍、细胞衰老之间存在年龄相关的相互作用,这与心血管老化等特定疾病的发展有关。此外,S100B 和 Tau 蛋白等神经退行性变标志物的变化,也为研究大脑健康和神经系统疾病提供了线索。从临床角度看,脂联素、胱抑素 C 和生长分化因子 15(GDF - 15)等生物标志物可能适合纳入衰老生物标志物面板或风险评分中,用于评估个体健康状况和预测不良结局。
不过,该研究也存在一些局限性。样本量相对较小,可能无法检测到更多的关联;样本局限于特定地区和种族,结果的普适性受限;排除了研究早期死亡的个体,可能存在生存选择偏倚;生物标志物在血清中检测,可能影响其稳定性和测量准确性;并且由于商业试剂盒的限制,一些相关生物标志物未被纳入检测。未来需要更大样本量、更具多样性的研究来进一步深入探究年龄相关的生物标志物变化。
总体而言,这项研究通过对血液中多种生物标志物的 6 年纵向分析,揭示了炎症和代谢生物分子与衰老的紧密联系,还发现了部分生物标志物与年龄的非线性关系。虽然目前的研究还存在一些不足,但它为我们理解衰老过程和相关健康问题提供了重要线索,为后续开展更深入的多组学纵向研究奠定了基础,有望推动衰老相关疾病的早期诊断和干预措施的发展。