引言

随着全球人口老龄化的加剧，如何延缓衰老并预防与衰老相关的疾病成为了科学研究的热点。近年来，尽管已有众多研究揭示了衰老过程中的分子变化，但大多数研究关注的是随年龄线性变化的部分，忽略了那些可能更具洞察力的非线性变化。

2024年8月14日，南洋理工大学李光前医学院助理教授申小涛与斯坦福大学Michael P. Snyder教授团队联合在Nature Aging上发表了文章Nonlinear dynamics of multi-omics profiles during human aging，为我们揭示了衰老过程中鲜少关注的非线性分子变化，开创了理解衰老的新视角。

多组学纵向研究：捕捉衰老中的非线性动态在这项研究中，研究团队对108名年龄在25至75岁之间的参与者进行了长达6.8年的多组学纵向研究。这些参与者生活在美国加州，研究人员定期采集他们的血液、粪便、皮肤、口腔和鼻腔样本，并进行了转录组学、蛋白质组学、代谢组学、细胞因子分析及微生物组分析等多种“组学”数据的采集。这些数据不仅涵盖了参与者的基因表达、蛋白质水平、代谢产物水平，还包括了体内微生物的变化。

(Credit: Nature Aging)

通过对这些庞大且复杂的数据进行深入分析，研究团队发现，衰老并不是一个简单的线性过程，而是存在着显著的非线性变化，尤其是在40岁和60岁这两个关键的时间点。这些发现颠覆了我们对衰老过程的传统认知，表明了在特定的年龄阶段，人体的分子标志物和生理功能会经历剧烈的变化。

40岁与60岁：生命旅程中的两个重要转折点

研究发现，人体在40岁左右开始经历第一个重要的转折点。这一时期，涉及心血管健康、脂质代谢和酒精代谢的分子路径开始发生显著变化。例如，心血管疾病的风险在这个年龄段开始显著增加，同时脂质和酒精代谢相关的功能也出现了显著的变化。这些变化标志着身体开始进入一个更易受衰老相关疾病影响的阶段。

60岁左右是衰老过程中的另一个关键转折点。在这个年龄段，研究发现，人体免疫功能、氧化应激反应以及红细胞功能都出现了显著的变化。这些变化与多种老年疾病的发生密切相关，如心血管疾病、糖尿病以及肾功能衰退等。这些非线性变化的发现，为我们理解老年人易感疾病的生物学基础提供了新的线索。

非线性变化揭示的衰老新机制

值得注意的是，这些非线性变化不仅仅是在生理功能层面体现出来的，还在分子层面揭示了衰老的复杂机制。例如，研究发现，与氧化应激、mRNA稳定性和自噬相关的基因表达在60岁后发生了显著变化。这些过程在细胞维持和清除受损组分中起着至关重要的作用，显示出衰老并非是一个持续稳定的过程，而是存在着显著的波动和变化。

此外，研究还揭示了一些新的潜在疾病风险模块。例如，研究发现，随着年龄的增长，血浆中的苯丙氨酸水平会逐渐升高，这与心脏功能的退化有关。而在60岁后，肾功能和血糖水平的变化则表明，老年人更易罹患肾脏疾病和2型糖尿病。这些发现提示我们，随着年龄的增长，身体在不同的阶段会经历不同的疾病风险，这为个性化的健康管理和预防措施提供了依据。

总之，这项研究不仅为我们提供了衰老过程中分子变化的新视角，还为延缓衰老、预防相关疾病提供了科学依据。通过识别这些关键的非线性变化节点，我们可以更好地理解衰老的生物学机制，从而在关键时刻采取干预措施，以延缓衰老、预防疾病。

未来，这些研究成果或将被应用于开发新型的健康监测工具，帮助人们在40岁和60岁这两个关键的转折点前采取预防措施，从而延长健康寿命。通过多组学数据的纵向研究，我们将更深入地了解衰老的复杂性，这也将为未来的衰老研究和健康老龄化战略提供新的方向。

参考文献

https://www.nature.com/articles/s43587-024-00692-2

责编|探索君

排版|探索君

文章来源|“BioArt”

End