一种新型的“时钟”可以评估慢性炎症,以预测某人是否面临患上心血管疾病和神经退行性疾病等与年龄相关的疾病的风险。该时钟测量的是生理年龄,它将健康状况考虑在内,可能高于或低于一个人的实际年龄。
2021 年在《自然衰老》杂志上报道的炎症衰老时钟 (iAge) 是同类工具中首批使用炎症来评估健康的工具之一。其他年龄时钟使用了表观遗传标记,即随着年龄增长标记一个人 DNA 并在细胞分裂时传递下去的化学基团。开发 iAge 的研究人员希望,由于炎症是可治疗的,该工具可以帮助医生确定哪些人将受益于干预——从而有可能延长一个人健康生活的年数。
耶鲁大学医学院的免疫生物学家 Vishwa Deep Dixit 说:“这项研究进一步强化了一个事实,即免疫系统不仅对于预测不健康的衰老至关重要,而且也是驱动衰老的机制。”他没有参与这项工作。
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iAge 基于这样一种理念,即随着年龄的增长,人的身体会经历慢性、全身性炎症,因为他们的细胞会受损并释放引起炎症的分子。这最终会导致他们的组织和器官磨损。免疫系统健康的人能够在一定程度上中和这种炎症,而另一些人则会衰老得更快。
为了开发 iAge,一个包括系统生物学家 David Furman 和斯坦福大学血管专家 Nazish Sayed 在内的团队分析了来自 1001 名 8 岁至 96 岁人群的血液样本,这些人是 1000 个免疫组计划的一部分,该计划旨在调查全身性炎症的特征如何随着人们年龄的增长而变化。研究人员使用受试者的实际年龄和健康信息,结合机器学习算法,识别出最能清晰地发出全身性炎症信号的蛋白质标记物。
特别是,他们确定细胞因子或免疫信号蛋白 CXCL9 是主要的贡献者;它主要由血管内壁产生,并且与心脏病的发展有关。Sayed 说,CXCL9 成为 iAge 的关键组成部分,为“人与动脉同寿”这句谚语赋予了新的可信度。
在开发 iAge 后,研究人员通过收集 19 位至少活到 99 岁的老年人的血液,并使用该工具计算他们的生理年龄来测试 iAge。 根据新闻稿,平均而言,百岁老人的 iAge 比他们的实际年龄低 40 岁——这与免疫系统更健康的人往往寿命更长的观点相符。
优雅地衰老
科学家长期以来一直在探索年龄时钟作为预测一个人健康状况的指标的想法。该领域基于表观遗传学的研究显示出了一些希望,但马德里自治大学的分子生物学家 María Mittelbrunn 表示,通过测量 DNA 的表观遗传变化来评估一个人的生理年龄可能很复杂。通过血液测试测量炎症会更容易,这使得 iAge 等工具在临床环境中更实用。
Furman 希望 iAge 和其他基于炎症的年龄时钟也可能实现个性化治疗。
在检查 CXCL9 作为全身性炎症的生物标志物时,Furman 和他的同事在培养皿中培养了构成血管壁的人内皮细胞,并通过让他们反复分裂人为地使它们老化。研究人员发现,高水平的蛋白质促使细胞进入功能失调状态。当研究小组沉默编码 CXCL9 的基因的表达时,细胞恢复了一些功能,这表明该蛋白质的有害影响可能是可逆的。
Mittelbrunn 说,如果及早发现,“炎症是我们能治疗的最好的疾病之一”。 “我们已经开发出惊人的抗炎工具,所以我认为这是一个我们了解很多并且可以轻松靶向的生物过程。” 例如,研究人员长期以来就知道水杨酸(制造阿司匹林的起始原料),并且最近开发了用于治疗类风湿性关节炎等炎症性疾病的细胞信号通路抑制剂。
Sayed 设想,未来任何人都可以定期进行炎症生物标志物分析,以掌握自己患上与年龄相关的疾病的风险。他说:“如果我们能够以更有效的方式控制衰老,我们就可以拥有更优雅的衰老过程。”
本文经许可转载,最初于 首次发表 于 2021 年 7 月 13 日。