重新想象衰老:探索抗衰老治疗策略的潜力

Rumiana Tenchov , Information Scientist, CAS

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纵观历史,人类一直对衰老过程很感兴趣,并试图理解和对抗这一现象。 例如,包括草药疗法和针灸技术在内的古代中医,旨在促进健康和长寿。 20 世纪 30 年代出现了一大关键里程碑,当时人们发现限制热量可以延长小鼠和大鼠的寿命。 在 20 世纪,进一步的突破性研究探索了遗传和细胞衰老等因素的作用。

CAS 现已找到 50 多万篇与衰老生理学和抗衰老策略相关的科学论文(主要为期刊论文和专利论文)。 随着时间推移,这些文章的数量稳步增长,在过去十年内,人们不断加大研究投入(图 1)

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图1 - CAS 内容合集™ 中与衰老机制和抗衰老策略相关文档(专利和非专利)数量的年增长率。

抗衰老研究的趋势并未显示出放缓的迹象。 世界卫生组织 (WHO) 估计,到 2050 年,全球 60 岁及以上人口将超过 20 亿。 人口结构向老龄人口转变刺激了人们对抗衰老研究的兴趣和投资,以解决与年龄相关的疾病并促进健康老龄化。 联合国 (UN) 大会宣布 2021-2030 年为“联合国健康老龄化十年”,该计划旨在促进全球合作,寻找能够延长老年人健康寿命和提高老年人生活质量的干预措施。

虽然衰老是许多慢性疾病的风险因素,但人们同样有兴趣关注整体健康和福祉,以促进“健康老龄化”。 在本文中,我们深入研究了衰老过程,探索了一系列旨在促进健康老龄化和长寿的干预措施。 在此类抗衰老治疗策略中,哪一种最有希望促进健康老龄化?

衰老:不仅是皮肤老化

“抗衰老”一词经常让人们联想到皮肤衰老的明显迹象,比如皱纹和松弛。 由于其社会和心理影响,人们对皮肤老化开展了广泛的研究。 作为人体的最大器官,皮肤对环境因素起着至关重要的保护作用。 随着年龄增长,皮肤履行这一功能的能力可能会减弱,从而影响整体健康。 虽然皮肤老化是一个自然过程,但可以采取措施来加以减缓,并保持皮肤健康。 包括欧莱雅 (L’oreal) 和爱茉莉太平洋 (Amorepacific) 公司在内的化妆品和护肤品行业对这一领域非常感兴趣,并持有该领域的大量专利。 此类产品的主要成分是透明质酸或维生素 E,可以对皮肤表层产生影响。

而衰老的过程比我们表面上所看到的要复杂得多。 从广义上讲,衰老是指生物体为保持高效运作而进行自我防御、维护和修复的内在功能逐渐衰退大脑对衰老的影响特别敏感,衰老会导致其大小、血管系统和认知能力出现变化。 随着年龄的增长,罹患某些神经系统疾病的风险也随之增加,比如阿尔茨海默病。

此外,衰老的特征还包括逐渐丧失影响整个身体的生理适应性,导致功能退化和脆弱性增强。 虽然衰老本身不是癌症、糖尿病和心血管疾病等严重疾病的直接原因,但它仍是上述疾病和许多其他疾病的重要风险因素。 因此,对这一联系的认识把迅速发展的老龄化研究领域推到了最前沿。

衰老的标志

本质上,衰老是损伤随着时间积累所导致的特定生理变化,被称为衰老标志。 2013 年,人们定义了衰老的九个分子和细胞标志,为未来研究提供了相应框架。 这些标志包括基因组不稳定性、端粒消减、表观遗传改变、蛋白内稳态丧失、营养感知失调、线粒体功能障碍、细胞衰老、干细胞耗竭和细胞间通讯改变(图 2)。

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图 2 — 当前认为的衰老标志及其分类。

更复杂的是,衰老的不同标志相互关联,且可以相互促进(图 3)。 事实上,这些标志的交织程度是如此之高,以至于一些研究人员建议,我们应把衰老视为在四个层面上运行的过程,每个层面都有不同的生物尺度。 然而,当我们考虑衰老时,很明显,理解这些不同标志之间的关系有助于开发有效的干预措施,以预防或治疗与年龄有关的疾病。  

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图3 — 衰老标志之间的相互关系。

最有前景的抗衰老治疗策略是什么?

针对衰老标志的抗衰老治疗策略种类繁多,其中许多策略适用于多个衰老标志(图 4)。 以下是五种此类干预措施的概述内容,以及每种方法的现有证据,以确定其中哪种方法最有潜力。

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图 4 — 抗衰老策略与衰老标志的关系 抗衰老策略之体育锻炼

体育锻炼在细胞水平上具有显著的抗衰老作用,与每一个衰老标志都存在关联。 将体育锻炼用作衰老标志干预措施的相关研究现已成熟,而临床试验也展现出颇具前景的可喜成果。 值得注意的是,当前正在进行的试验旨在探索体育锻炼对阿尔茨海默病、步态不稳、认知功能和创伤后应激障碍的影响(表 1)

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表 1 — 体育锻炼方面的抗衰老重点临床试验。

 

抗衰老策略之饮食干预

最近,有报告称目前有两种相关的饮食干预措施(即热量限制和间歇性禁食)可通过影响调节寿命的基本代谢和细胞信号通路,有效延长神经系统的健康寿命。 尽管这种方法在动物模型中已被证明是成功的,但热量限制很难应用于人类身上,因为该策略需要高度的决心和自我控制。 另一种方法是使用“热量限制模拟物”来模拟其效果。 与体育锻炼一样,热量限制也是一种经过充分研究的抗衰老治疗策略,目前正在进行多项临床试验(表 2)。  

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表 2 — 热量限制方面的抗衰老重点临床试验。

抗衰老策略之代谢调控

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白 (mTOR) 信号通路已被确定为细胞代谢的重要参与者,它将营养感知与促进细胞生长和增殖的关键细胞过程联系起来。雷帕霉素等药物对 mTOR 的抑制作用在抗衰老临床试验中得到了广泛的探索,从老化衰弱症到与年龄相关的肌肉减少症(表 3)

 

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表 3 — mTOR 抑制方面的抗衰老重点临床试验。

抗衰老策略之衰老疗法

衰老疗法涉及开发潜在的治疗药剂和方法以靶向细胞衰老,即一种与衰老和年龄相关病症有关的症状。 研究人员目前正在研究多种衰老治疗策略。 一种特别激动人心的药理学策略是使用抗衰老药物,即一种小分子药物,可以选择性地消除导致多种年龄相关疾病的衰老细胞。 这种针对衰老细胞的靶向方法已在临床试验中得到评估(表 4)

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表 4 — 衰老疗法方面的抗衰老重点临床试验。

抗衰老策略之细胞重编程

是否可以在细胞层面让时光倒流? 细胞重编程旨在通过将终末分化的成熟细胞转化为诱导多能干细胞来实现这一目标。 通过以这种方式对细胞进行重编程,我们可以有效改善衰老的多个标志,如线粒体功能障碍、端粒消减、表观遗传改变的变化、基因组不稳定性和衰老等。 虽然研究仍处于早期阶段,但这种方法已在临床前模型中显示出前景

通过正面应对人口老龄化的种种挑战,抗衰老研究有望改变人们的衰老方式,提高我们的整体福祉,从而构建出一个更健康、更有活力的全球社区。

如需进一步了解令人兴奋且充满活力的抗衰老研究领域,请在此处阅读我们的最新期刊手稿。