

此次提出的 “促衰老代谢重编程” 理论认为,衰老由细胞代谢的退行性变化驱动,具有程序性和随机性。促衰老底物(PAS)的累积和促衰老触发因素(PAT)的出现共同启动代谢重编程(MRP),促使遗传程序重塑,引发细胞和基因重编程,进而导致衰老进入自我持续过程。
在个体发育的不同阶段,MRP 发挥着不同作用。从快速生长到生殖成熟阶段,MRP 为生长和细胞分化提供能量与物质,此为生成性 MRP;成年生育后,MRP 转换为再生性 MRP 以维护组织;进入衰老期则变为退行性 MRP。肿瘤发生过程中,有害的代谢重编程引发细胞失控生长。

适应性代谢重编程(AdaMRP)有益且可逆,能帮助细胞和机体应对压力;不良代谢重编程(AdvMRP)则促进疾病与衰老。再生性代谢重编程(rMRP)支持组织修复,退化性代谢重编程(dMRP)导致功能下降,而不良的再生性代谢重编程会引发如癌症等不良后果。
该理论指出,PAS 和 PAT 相互作用并围绕代谢过程展开,其合并是衰老开始和进展的先决条件。PAS 涉及生物分子和结构的变化,PAT 包括氧化应激、炎症等内源性和外源性因素。
与其他衰老理论不同,“促衰老代谢重编程” 理论强调 MRP 导致遗传重编程,使代谢从优先生长发展转向优先维持生存和生育能力,与 Hayflick 理论视角一致。
众多证据支持该理论,如基础代谢途径在物种间保守,与衰老过程相似;熵增导致身体退化;线粒体功能障碍是衰老标志;热量限制及模拟剂可调节细胞代谢、延长寿命;促寿命或限制寿命基因主要作用于代谢;衰老的基因表达特征与代谢广泛相关;代谢是机体衰老 12 个特征的核心主题;代谢组学年龄可反映生物年龄等。
基于此理论,衰老过程可通过预防、延迟代谢紊乱来干预。热量限制(CR)是有效的干预措施,CR 模拟物(CRMs)也可调节细胞代谢、维持稳态。未来研究需进一步验证该理论,包括在人体中验证 CRMs 有效性、明确 PAS 和 PAT 实质与定量水平、探索关键代谢转变机制、研究多靶点药理学策略等,为抗衰老研究提供新方向。
Pro-Aging Metabolic Reprogramming: A Unified Theory of Aging
促衰老代谢重编程——衰老机制的统一学说
作者:
王志国, 杨宝峰
引用:
Zhiguo Wang, Baofeng Yang, Pro-Aging Metabolic Reprogramming: A Unified Theory of Aging, Engineering, 2024, ISSN 2095-8099, https://doi.org/10.1016/j.eng.2024.09.010.
来源:Engineering





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