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对老龄化本质缺乏基本共识是老龄化领域的最大尴尬

已有 1266 次阅读 2023-9-11 14:48 |系统分类:海外观察

科学最重要的是定义科学问题,如果对科学研究对象的本质都没有形成共识,或者说不知道自己研究对象的含义,这种问题就不是真科学问题,也难以进行有效研究。老龄化可能就面临这样的困境,也需要从事这方面研究的学者努力克服的。

 We need to shift the focus of aging research to aging itself | PNAS

老龄化领域正处于一个紧要关头。越来越多的关注和资金正在被投入到这个领域,每天都有令人激动且重要的发现被报道。随着针对老龄化的巨大潜力变得更加清晰,我们即将面临一个无法回避的问题:我们在老龄化的本质或更基本地,在这个过程的本质方面缺乏任何共识。采取措施解决这些老龄化生物学的基础问题将使我们能够将该领域推进到下一个水平。

研究老龄化的生物学家们即将面临一个无法回避的问题:他们在老龄化的本质方面缺乏任何共识。

什么是老龄化? 作为一个领域,我们声称研究老龄化——但是,本质上,我们研究的是什么?这个过程最基本、最根本的特征是什么,我们称之为老龄化?它是功能下降、损伤累积、死亡率增加、继续发展、生物年龄增加、自然选择强度减弱、与年龄相关的所有变化的总和、失去稳态、失去信息、它们的组合还是其他东西?在生物体达到成年后,所有这些特征似乎都是相辅相成的,但它们的协调并不完美,必须有一个根本的解释性特征导致其他特征。这是什么,如果我们不识别它,我们能真正推动该领域吗?

老龄化生物学作为一个领域正在迅速增长,有才华的科学家们正在设计和进行许多优雅的研究。然而,在许多方面,我们正在尝试建造一座没有基础的建筑。通过缺乏对一些最基本的问题的明确答案,这一点可以得到体现:老龄化从何时开始?生物年龄在多大程度上是动态的并且可能是可逆的?哪些生物标志物最适合测量生物年龄,它们中是否有任何一个实际上直接测量了衰老?

为了开始回答这些问题并确保这个领域的未来成功,我们提出了两个关键概念,老龄化生物学家可以积极关注:老龄化的本质和衰老的性质。需要明确的是,我们并不是建议立即需要一个对老龄化进行正式定义或统一理论的领域。老龄化的本质和性质代表了更基本的概念,我们认为在未来可能会形成对老龄化的共识定义和理论。在短期内,这些概念可以作为理解老龄化生物学的基础。制定共识——甚至定义一些关于这些老龄化最基础方面的少数替代概念——将有助于开发最有效的方法来解决上述根本性问题,并最终帮助直接针对老龄化。

老化的本质和性质

我们定义老化的本质为生物老化的最基本、本质、解释性和因果性特征。它是高级年龄表现(如脆弱性、功能丧失和与年龄相关的疾病)的底层驱动力(图1)。如果我们希望研究和针对衰老本身,而不是其晚期表现,那么识别老化的本质至关重要。许多老龄化生物学家将老化的标志(1, 2)或支柱(3)作为概念框架衰老生物学的基本起点。然而,在我们看来,老化的本质代表着这些和其他衰老特征的基础概念。就像癌症的本质可以归结为单个突变一样,我们应该能够并且应该努力提炼出驱动所有老化标志/支柱和更高级别衰老表现的单个老化本质(图1)。

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我们定义老化的性质为作为生物学现象的固有属性和动态特征。老化的性质在概念上与该领域的一些关键未解决问题相关,例如生物年龄在生命周期中的行为;衰老开始的时间点;以及一小部分细胞或组织的年龄化影响周围或远距离细胞/组织的衰老的程度(图2)。老化的性质比老化的本质更广泛的概念,但理解老化的性质对我们的能力针对这一过程同样至关重要。

最后,我们注意到这两个概念紧密相连,我们强烈怀疑研究其中一个将影响另一个。例如,确定衰老的起点有可能支持或排除老化本质的候选人。相反,对老化生物学基础问题的共识将使我们能够更有效地询问有关老化性质的有信息量的问题,以指导未来减缓甚至逆转生物老化的策略。

下一阶段

考虑到靶向衰老的潜在好处,我们强烈认为如果不对老化本身的最基本特征达成共识,继续运作这个领域将是一个严重风险。此外,在老化生物学的基础上达成共识将为该领域打开许多转型机会。

其中包括:

1.解决无益的分歧:当然,所有领域都有内部分歧和辩论。科学方法的本质取决于测试假设,其中许多最终被证明是错误的,而生物学具有内在的复杂性。老龄化生物学仍处于起步阶段,许多最基本的问题仍然没有解决并引发激烈辩论。然而,许多这样的辩论往往可以归结为对老化的本质和/或性质的不同概念。识别老化的最基本方面将为我们为该领域奠定坚实的知识基础,使我们能够解决公开辩论,并推动我们的科学探索。

2.建立富有成效的合作:结合多样化的专业知识通常会产生比各部分之和更大的产品。老龄化领域也受益于学术和产业科学家之间独特的整合。然而,总的来说,老龄化生物学仍然是一个相对孤立的领域。需要更多的合作和跨学科专业知识来解决老龄化的复杂性。如果确定了一项经过协商的目标并进行了解,特别是与互补领域的专家建立了强有力的合作关系可能会更容易实现。这个领域对老龄化人群和整个社会都有积极的影响;这个目标非常重要,不能冒着继续在老化的最基本方面没有共识的情况下运作的风险。 

3. 关于老龄化生物学对更广泛社会的重要性的明确沟通:大多数老龄化研究人员都同意的一个观点是,针对衰老过程本身有可能预防或减轻许多衰老相关疾病,这一点在Geroscience假说(5)中得到了体现。考虑到这一点,很难理解为什么根据法规,国家老龄化研究所60%的资金专门用于单一疾病(阿尔茨海默症),而同样的疾病和其他许多疾病可能受益于针对衰老本身的干预措施。我们怀疑这种明显的认知失调是由于我们的领域在向美国国会和更广泛的社会传达我们共享的广泛共识(即使可能只是单个想法)方面的失败所导致的。这反映了一个更深层次的缺陷:我们缺乏作为一个统一声音发言的能力。这对于向监管机构、民选官员和整个社会传达老龄化作为衰老相关疾病风险因素以及通过针对衰老本身改善健康的巨大潜力至关重要。建立我们对实际研究的共同意见对于形成这样一个统一的发言权至关重要。 

4. 与未经证实的抗衰老声明保持距离的能力:该领域受到对人类抗衰老效果的说法的影响。我们需要清楚地表明,目前还没有任何经过科学证明的抗衰老或逆转衰老的药物或干预措施适用于具有健康生活方式的人群。这并不是说这样的干预措施不可能被开发出来。我们知道有超过10种可靠的干预措施可以延长小鼠寿命,科学家已经将寿命延长到他们所针对的几乎所有模型生物身上(6-8)。协调一致地与未经证实的抗衰老声明保持距离将确保我们在将来能够真正识别出对人类有效的抗衰老干预措施时的可信度。对老化是什么和不是什么达成共识将是实现这一目标的关键。 

5. 优先发展最有效的衰老干预措施:在我们继续努力确定和验证针对人类的干预措施以延缓衰老的同时,我们必须确保衰老科学的益处是可及且公平的。为实现这一目标,该领域应该优先发展针对衰老的最有效干预措施。对老化的本质的共识以及对其更深入的生物学性质的理解可以直接支持这一目标。

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与衰老本质相关的关键概念示例。(A)生物年龄在一生中的演变是衰老的一个鲜为人知的方面。说明了几种可能性:作为年龄函数的单调增加,类似死亡率的轨迹,生命过程中的波动以及潜在的可逆性。(B)衰老的起点目前同样不明确。确定衰老的起点可能有助于解释衰老并决定何时开始抗衰老干预。(C)生物年龄在多大程度上受细胞非自主效应和组织间通讯的影响也是一个突出的研究领域。低估衰老的这些方面对于应用在特定细胞群或组织中具有不同功效的干预措施至关重要。

充满希望的前景 在老龄化生物学这样一个蓬勃发展的前沿领域工作令人兴奋不已。通过针对衰老过程本身改善生活的巨大潜力是从事这项工作的主要灵感来源。这个领域对于老龄化人群和整个社会都有很大的积极影响,因此我们不能冒着继续在老化的最基本方面缺乏共识的风险而继续进行下去。许多现有的老龄化研究有可能有助于我们理解这些特征,我们希望未来的研究人员能够更明确地讨论这些问题。通过定义我们的目标,我们将能够更好地设计未来的实验;在该领域内以及与更广泛的社会进行沟通;并保护老龄化生物学不被贬低为一个不如它实际重要的领域。因此,我们必须努力解决这些至关重要的概念。

Poganik JR, Gladyshev VN. We need to shift the focus of aging research to aging itself. Proc Natl Acad Sci U S A. 2023 Sep 12;120(37):e2307449120. doi: 10.1073/pnas.2307449120. Epub 2023 Sep 8. PMID: 37682890.



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