Corundum Corp 公司的马ayan·艾隆-阿什克纳兹(Maayan Eilon-Ashkenazy)解释了为什么人类的生物学年龄过于复杂,无法仅通过一个简单的时钟来衡量。
长寿领域一直致力于量化生物学年龄,并经常将其提炼为一个高度具有市场价值的数字。但衰老并不是作为一个单一的时钟在身体内运行的。它在不同的系统中留下了不同的印记。生物学年龄的承诺在于,在仍有时间改变其进程的时候,揭示身体的恢复力开始在何处崩塌。
格陵兰鲨可以活几个世纪,而非洲绿松石鳉鱼只能活几个月。这两种脊椎动物都面临着相同的生物学挑战:构建组织、修复损伤、应对感染、调节新陈代谢以及维持足够的生理稳定性以存活下去。然而,它们可用的时间跨度却有着天壤之别。人类在这个光谱中处于另一个位置,具有延长的童年、延迟的生殖期以及长达数十年的生殖后期生活。
这种对比指向了一个根本问题:衰老不仅仅是时间在身体上的流逝。寿命是由进化塑造的,反映了生长、生殖、修复和维持之间的权衡。有些生物是围绕着缓慢发育和超长生存构建的。另一些则生活在速度比持久性更重要的环境中。衰老不仅是一个衰退的过程,也是生物学优先级的长期后果。
在探讨人类生物学年龄时,这一点尤为重要。衰老时钟是一些模型,它们在生物学数据中寻找与年龄相关的模式,以确定一个人的生物学状态是比预期更老还是更年轻。这些时钟已经成为长寿科学中最引人注目的工具之一,提供了一种将身体状态总结为一个数字的方法。
这个数字可能很有用,尤其是当比较相同实际年龄的人或者追踪随时间推移的生物学变化时。但单一的数字终究是一种压缩。它可能告诉我们有什么东西变了,但没有告诉我们是什么变了,或者为什么它很重要。
衰老是一种权衡,而不是一个定时器
总的来说,进化并没有将身体优化到最长寿的程度。它更青睐那些在特定环境中能够提高生存和生殖能力的特征。长期维持可能是该策略的一部分,但当早期生长或生殖更重要时,它就可以被牺牲。
最近对鳉鱼的研究支持了这一理论。这些鱼生活在非洲大草原的季节性雨潭中,当旱季来临时,雨潭就会消失。在这个不稳定的环境中,生长迅速且过早繁殖的动物具有生物学上的优势。基因 vgll3 的变化可以加速鳉鱼的生长和性成熟。在生存不确定的地方,尽早繁殖可能比为了几十年后保护身体更为重要。但同样的基因变异在晚年也会付出代价:寿命缩短以及出现更多类似黑色素瘤的肿瘤。
这就是将衰老视为权衡的逻辑。年轻时的优势可能会随着年龄的增长而变成一种脆弱性。跨物种脊椎动物寿命的差异证明了衰老是具有可塑性的。大自然已经探索了寿命方程式的许多版本,通过不同的方式调整了生长、生育力、修复、新陈代谢和疾病抑制之间的平衡。
对鳉鱼的研究还指出了理解生物学年龄的一个重要区别。遗传变异可以塑造身体的发育和自我维持方式。表观遗传标记——即在不改变DNA序列的情况下影响基因使用方式的化学变化——更具动态性,会随着身体衰老及其对环境的反应而发生变化。这使它们成为衰老时钟的常见基础。遗传学有助于塑造初始条件,而表观遗传时钟则试图解读衰老如何在其中展开。
生物学年龄需要的不只是一个分数
与年龄相关的变化并不是均匀展开的。实际年龄匀速增长,但生物学衰老则不然。
每个组织都承载着所承受压力和修复损伤的记录。随着时间的推移,这可能会使各个系统失去平衡。衰老可能始于身体某一部分恢复力的丧失,然后才表现为更广泛的衰退。由于组织之间不断地交换信号,这些变化不一定会局限于局部。身体某一部分恢复力的丧失会改变其他组织衰老所处的环境。
甚至用于构建生物学时钟的分子标记也表明,衰老部分是系统性的,部分是局部的:将时间的共有生物学叠加在各个组织的特定历史之上。大型器官衰老研究正使这一概念变得可量化。一些人在某个器官中经历加速衰老,而身体其余部分则保持在其预期的生物学状态附近。这些不均衡的模式似乎具有临床意义。心脏和大脑等器官的加速衰老与相关疾病风险的增加息息相关。在更大规模的多器官分析中,随着越来越多的器官显示出极端衰老的迹象,死亡风险也会上升。
活到100岁的人说明了单一标记解释的局限性,因为其中一些人曾拥有通常被认为是不利的生物标志物数值。在一项长期研究中,一些多年前总胆固醇水平很高的参与者最终活到了那个年龄,这表明一个孤立来看令人担忧的数值在一个具有恢复力的生物学系统中可能会讲述一个完全不同的故事。
系统生物学视角探讨了这些有时相互矛盾的信号是如何组合在一起的,以及身体是在代偿局部的脆弱性,还是在更广泛地失去恢复力。这改变了生物学年龄的含义。虽然单一评分可能表明身体衰老速度比预期更快或更慢,但它可能会错过更具可操作性的问题:恢复力开始在哪里失效,而且这个时机是否足够早以便能够扭转乾坤?让生物学年龄变得可解释,意味着在干预仍然是一种选择的时候,将评分与其所反映的生物学特性联系起来。
从评分走向解决方案
衰老时钟之所以产生影响力,是因为它们提供了一种更快地从缓慢生物学过程中学习的方法。当立足于有意义的健康结局时,它们可以缩短干预与证据之间的反馈回路,为研究人员提供更早的方法来询问某项干预是否正在影响其旨在改变的生物学特性。这种读数可以在几年后才知道某事失败与及早了解以便改进方法之间产生决定性的差异。
机遇在于将衰老时钟转化为生物学决策工具。如果我们不再把这些时钟当作记分卡,而是构建能够解释是什么驱动了衰老信号的模型,我们就可以在临床结局出现之前,展示这种生物学特性是否对干预作出了反应。有了这种程度的可解释性,衰老时钟就能从一个被动的测量工具演变为健康寿命疗法开发路径中的一个重要组成部分。
关于马ayan·艾隆-阿什克纳兹
马ayan·艾隆-阿什克纳兹(Maayan Eilon-Ashkenazy)博士是 Corundum Corp 公司的科学内容经理,负责领导该公司在脑健康、神经技术、系统生物学和人工智能驱动发现等领域中科学驱动型内容的发展。作为分子生物学、蛋白质工程和基于结构的药物开发专家,艾隆-阿什克纳兹博士的工作塑造了复杂的科学和技术理念如何被构架、传播并与 Corundum 更广泛的科学愿景和战略重点联系起来。她拥有魏茨曼科学研究所(Weizmann Institute of Science)化学与结构生物学博士学位,以及本-古里安大学(Ben-Gurion University)生物技术工程硕士学位。
📎 来源:Longevity Technology