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压力越大,老得越快?生物学年龄在面对压力时增加

导语:压力越大,老得越快?生物学年龄在面对压力时增加

压力越大,老得越快?生物学年龄在面对压力时增加

哈佛医学院和杜克大学等领导的一项新研究表明,人类和小鼠的生物学年龄在应对压力时迅速增加。不过,在从压力环境中恢复后,生物学年龄也会下降。

生物学年龄(biological age)被认为是稳步增长的,不过现在人们很清楚,生物学年龄与实际年龄(chronological age)之间没有必然联系。而且,越来越多的证据表明,生物学年龄会受到疾病、药物治疗、生活方式改变和环境暴露等因素的影响。

共同资深作者、杜克大学医学院的James White表示:“这项波动且可塑性强的年龄研究挑战了长期以来认为生物学年龄单向上升的观念。以往的研究暗示了生物学年龄短期波动的可能性,但直到现在,这种变化是否可逆还不大明确。关键的是,变化的触发因素也是未知的。”

这篇题为“ Biological age is increased by stress and restored upon recovery ”的论文于4月21日发表《Cell Metabolism》杂志上。

在这项研究中,研究人员在小鼠和人类身上开展了几项实验,使用了多个独立的表观遗传时钟(甲基化年龄)。

研究人员通过异时联体共生(heterochronic parabiosis)手术将3个月大和20个月大的小鼠连在一起,也就是将它们的循环系统连接起来。随后他们采用多种方法来测定小鼠肝脏、心脏、大脑、肾脏和脂肪组织样本的甲基化水平。

结果显示,年幼小鼠的生物学年龄在短时间内增加。在手术分离和恢复后,年幼小鼠的生物学年龄又恢复到了基线。转录组和代谢分析进一步支持了这一结果,即年幼小鼠的生物学年龄在分离前有所增加,但在分离后下降。

为了测试他们的假设,研究人员之后转向了人类样本。他们以接受过大手术的老年患者为研究对象,检测了其血液样本中的DNA甲基化情况。他们通过多个表观遗传时钟分析,发现生物学年龄标志物有明显增加。

“值得注意的是,生物学年龄的增加发生在24小时以内,并在手术后4到7天恢复到基线,”作者写道。不过,他们在另两个非创伤性手术后没有观察到相同的效果。

同时,在怀孕和感染SARS-CoV-2期间,生物学年龄也出现了可逆的变化,这意味着这种变化可能是应对压力的常见反应。怀孕的受试者在产后以不同速度恢复生物学年龄,而对于康复期COVID-19患者,一种名为托珠单抗(tocilizumab)的免疫抑制药物增强了患者的年龄恢复。

虽然这项研究突出了生物学衰老的一个特点,但研究人员也承认存在一些局限性。尽管他们在多个组学水平上表征了联体共生模型,但他们主要依靠DNA甲基化时钟来推断人类的生物学年龄,因为这些工具是目前最强大的衰老生物标志物。此外,这些发现还无法说明生物学年龄的短期波动与生物学衰老的终身轨迹之间的联系。

原文检索

Biological age is increased by stress and restored upon recovery