中国科学: 生命科学| 我国20多个团队联合撰写“衰老全景图”重磅综述

随着人口老龄化的加剧和衰老相关疾病的高发，“健康老龄化”的迫切需求引发了社会各界对生命科学和社会科学中一系列重要问题的密切关注。衰老是一种增龄伴随的机体功能衰退的过程，是众多人类慢性疾病的主要风险因素。解析不同组织器官的衰老特征以及分子机制，是发展延缓衰老的干预手段、防治衰老相关疾病的重要理论基础。基于近年衰老研究取得的突破性进展，系统概述细胞、组织、器官、系统及机体等多层次的衰老景观，涵盖概念、表征、干预等多个层面，对于理解和干预衰老过程和增龄相关疾病至关重要。

近日，《中国科学：生命科学》英文版（SCIENCE CHINA Life Sciences）在线发表了由中国科学院动物研究所刘光慧和北京大学韩敬东统筹，中国科学院动物研究所宋默识、杭州师范大学刘俊平、武汉大学刘勇、四川大学肖智雄、南昌大学田小利、上海生物化学与细胞生物学研究所邹卫国、中国科学技术大学刘强、中国科学院昆明动物研究所孔庆鹏、同济大学毛志勇、中国科学院上海营养与健康研究所孙宇、上海交通大学医学院叶静、广州国际生物岛实验室胡苹、清华大学王戈林、中国科学院遗传学和发育生物学研究所田烨、中国科学院上海营养与健康研究所肖意传、清华大学王建伟、中国科学院动物研究所曲静、北京大学谢正伟、中国科学院北京基因组研究所张维绮、中国科学院微生物研究所王军、中国科学院上海营养与健康研究所张亮、中国科学院北京基因组研究所任捷、中国科学技术大学宋晓元、首都医科大学宣武医院王思、北京干细胞与再生医学研究院马帅等53位科研人员联合撰写的衰老全景综述——“The landscape of aging”。该综述参考了逾千篇衰老领域研究文献，以超5万字、20张插图和5张表格的篇幅，从衰老机制、器官衰老特征和衰老干预三个方面系统总结了衰老领域的经典理论和近年来衰老研究取得的重要进展，是目前国际上最为详尽的衰老研究综述之一。

图1 衰老的全景图——衰老的机制与干预

该综述第一部分 “The mechanism of aging” 从干细胞衰老、细胞衰老和细胞衰老相关分泌表型、线粒体衰老、代谢、内质网压力、表观遗传、端粒、衰老相关的基因组不稳定性、干细胞衰老和癌症等多个角度，对近年来细胞衰老及其分子机制的重要发现进行了系统的总结（图1-9），绘制了细胞衰老机制的全景图。通过对衰老的不同层面机制的解析，为衰老的延缓和衰老相关疾病的干预提供了潜在靶标。

图2. 干细胞衰老的机制

图3. 细胞衰老的分子机制

图4. 线粒体功能和衰老

图5. 营养感知通路对于代谢和衰老的调控作用

图6. 衰老过程表观组的改变

图7. 衰老对于细胞端粒的影响

图8. 基因组稳定性与衰老的关系

图9. p53介导的细胞衰老对于肿瘤和个体衰老的调控作用

第二部分为“The features of organ aging”，该部分系统绘制了器官衰老的全景图，总结了血管、脑、肺、心脏、骨骼、肌肉、皮肤、生殖系统、消化系统、免疫系统和造血系统等多系统组织/器官衰老的细胞分子特征，揭示了器官衰老及相关疾病的潜在治疗靶点（图10-18）。这些研究进展为提高组织和器官再生能力、防治衰老相关疾病奠定了理论基础。

图10. 血管衰老的特征和潜在干预手段

图11. 大脑中不同细胞类型的衰老特征

图12. 肺衰老的细胞表型

图13. 骨衰老的细胞机制

图14. 骨骼肌衰老的分子机制

图15. 皮肤衰老特征及相关机制

图16. 衰老过程肠道和微生物的变化

图17. 免疫系统衰老

图18. 造血干细胞的衰老特征

第三部分为 “The interventions of aging”，该部分概括了包括基因疗法、小分子药物干预等衰老干预手段的最新研究进展，讨论了系统生物学和人工智能在衰老干预中的应用和前景，并介绍了可助力衰老研究的新技术，包括新模型系统、单细胞组学、新成像技术和算法等（图19和图20）。

图19. 利用AI技术和系统生物学进行衰老干预相关药物的筛选

图20. 衰老研究的新技术

最后，文章对衰老研究领域存在的挑战进行了讨论，并展望了在衰老的科学评估和干预等方面的未来研究前景，指出借助现代生物学的新模型系统和新兴工具将有助于衰老机制的深入理解及挖掘衰老的干预靶标，助力科学改善老年人群健康水平的干预策略的制定，从而推动人类卫生健康共同体的构建和人类健康老龄化的实现。

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Cai, Y., Song, W., Li, J., Jing, Y., Liang, C., Zhang, L., Zhang, X., Zhang, W., Liu, B., An, Y., et al. (2022). The landscape of aging. Sci China Life Sci 65, https://doi.org/10.1007/s11427-022-2161-3