一 衰老機制研究與衰老特征
本期我們介紹了西班牙國家癌癥研究中心等歐洲科學家發表在國際頂級科學刊物Cell（2013 June 6；153(6)：1194-1217）上關于衰老特征的綜述，系統的介紹了用各種模式生物到人的衰老機制的研究成果，并將哺乳動物的衰老歸結為九項共性特征。這些特征包括：基因組不穩定性（genomic instability），端粒縮短（telomere attrition），表觀遺傳學改變（epigenetic alterations），蛋白內穩態喪失（loss of proteostasis），營養物感應失調（deregulated nutrient sensing），線粒體功能異常（mitochondrial dysfunction），細胞衰老（cellular senescence），干細胞耗竭（stem cell exhaustion）和細胞間信息通訊改變（altered intercellular communication）。
以上哺乳動物衰老的九項特征是具有一定程度層次相互關聯。在增齡和衰老過程中DNA損傷累積所致的基因組不穩定性、線粒體DNA突變以及端粒縮短、表觀遺傳學改變和蛋白質穩態喪失是機體內外環境對細胞持續性損傷的結果、這些損傷對細胞是負性的，也是衰老的原發性特征。隨著年齡的推移，原發性損傷所代表的損傷效應會進行性累積，細胞衰老、線粒體功能障礙和營養物感應失調是針對這些損傷的應答反應，也是衰老的拮抗性特征。根據其強度不同衰老的拮抗性特征具有兩面性，在較低水平可介導良性效應，而在較高水平則產生惡性效應，如細胞衰老可防御機體癌變，但一旦反應過度，則會促進衰老；同理，活性氧可介導細胞信號轉導與存活，但在慢性高水平的活性氧狀態下則會導至細胞損傷；同樣適當的營養物感應和合成代謝顯然對細胞存活相當重要，但若過度則亦可導至疾病的發生。當衰老的原發性特征和拮抗性特征無法通過組織穩態機制實現代償時，則會出現衰老的整合性特征，即干細胞耗竭和細胞間信息交換改變，直接影響機體的穩態和功能。
二 衰老特征的檢測技術
無數科學家在進行衰老機制研究的同時研發了大量衰老特征的檢測體系，發現了大量衰老的生物學標志。并且在跨越模式生物到人的反復驗證和評價中誕生了可用于人體衰老評估的生物學標志物和檢測技術，開始從生物學和基礎醫學實驗室走向臨床檢測實踐。
本期我們邀請了十多位奮斗在衰老標志物檢測體系研發和臨床應用一線的優秀的中青年科學家，介紹了隨著多組學技術的進步對各種衰老標志物檢測，特別是這些衰老標志物在衰老及相關疾病診斷中的進展。
1、基因組衰老標志物
衰老的一個共同的特點是基因損傷的累積。這種基因損傷的類型有多種形式，包括細胞核DNA損傷的累積，如DNA的突變、染色體的易位或缺失、染色體非整倍體和拷貝數變異；線粒體DNA損傷的累積，如線粒體DNA的突變和缺失；染色體端粒區發生的增齡性DNA損傷累積造成的端粒縮短；以及在表觀遺傳學中DNA的甲基化修飾。
本期介紹了端粒檢測技術在衰老及衰老相關疾病中的應用，端粒的結構與功能，端粒與衰老發生的機制，端粒損耗與動脈粥樣硬化、阿爾茲海默病、骨髓衰竭癥、癌癥等衰老相關疾病發病的相關性。介紹了端粒長度和端粒酶活性的檢測技術。
本期介紹了線粒體檢測技術在衰老及衰老相關疾病中的應用，線粒體在衰老機制中的作用，線粒體在阿爾茨海默癥、帕金森氏病、肌萎縮測索硬化癥等衰老相關疾病發病中的作用。介紹了線粒體基因組檢測技術，線粒體氧化呼吸鏈檢測技術、線粒體基因組衰老的檢測技術、線粒體健康指數的評估等檢測技術。
本期介紹了免疫組庫檢測技術在衰老評估中的應用。T細胞受體（TCR）和B細胞受體（BCR）在淋巴細胞成熟過程中發生基因重排，產生了很大的多樣性。隨著高通量測序技術的普及，使捕獲和檢測數目巨大的TCR和BCR基因重排成為可能。本期介紹了免疫組庫重排原理、免疫組庫的檢測技術和免疫組庫的信息分析技術，免疫組庫多樣性與衰老的相關性，以及免疫組庫在衰老疾病中的應用。
在表觀遺傳改變領域，本期選擇了應用較為廣泛的DNA甲基化、用于衰老評估和疾病診斷的介紹。并介紹了外周血樣本中游離DNA(cell free DNA, cfDNA) 的甲基化可用于癌癥的檢測以及癌癥治療效果評估的新進展。
2、代謝組衰老標志物
代謝組學作為一種高通量的組學技術，可以對生物樣本中的代謝物譜進行全面表征分析，能夠提供不同于基因組學和蛋白質組學的新視角。
代謝組學通過檢測細胞、組織或生物體對外界刺激或擾動后代謝產物圖譜的動態變化，研究生物體系整體代謝變化情況及其應答變化規律的一種技術。代謝組學可以對分子量在1000Da以下的小分子化合物進行定性定量檢測。
目前對代謝物進行定性定量的檢測技術主要有兩種，一種是液質聯用技術（LC-MS/MS），另一種是核磁共振技術（NMR）。NMR技術雖然定量重現性較好，但是靈敏度低，通常只能檢測豐度比較高的代謝物，而質譜技術兼備色譜的高分離度、高通量及質譜的普適性、高靈敏度和特異性。
大量研究表明，代謝過程產生的分子層面的損傷累積是衰老發生的驅動因素，與衰老相關疾病的發病有密切聯系。這些損傷不僅局限于氧化損傷，還影響到包括體內酶催化反應產物的變化、基因表達的異常、轉錄和翻譯的錯誤以及DNA突變等。這些分子層面的損傷形式多樣、隨著年齡的增長而增加。
本期介紹了代謝組學技術在衰老和衰老相關疾病研究中的應用。詳細地介紹了代謝組學技術在衰老機制研究中的應用和代謝組衰老標志物的發現。代謝組學檢測技術在神經系統退行性疾病、腦卒中、心衰等衰老相關疾病中的應用。
本期編譯了兩篇新近刊出的尿液中的8-oxoGsn對衰弱患者的研究報告。尿液中的8-oxoGsn是我們研究團隊應用液質聯用（LC-MS/MS）技術首先發現的新的衰老標志物，是基因組不穩定性研究和核酸氧化代謝組學基礎研究的原創性研究成果。近十年來這個衰老標志物在疾病的發生機制、臨床疾病的轉歸、以及健康的評估方面做了大量的探索，逐漸的從基礎研究開始向臨床轉化。研究表明尿液中的8-oxoGsn具有對生理年齡和衰老程度量化評價的潛力。
3、蛋白組衰老標志物
蛋白質是一類復雜的生物分子，具有多種結構和功能。如何以高通量的方式對其進行研究一直是一個巨大的挑戰。近年來的研究表明，免疫應答、信號通路中的關鍵因子、衰老過程中自身抗體（Autoantibody）等蛋白質水平的變化可能與細胞衰老、免疫系統改變、神經退行性疾病的發生等密切相關。
本期介紹了蛋白質芯片技術在衰老及衰老相關疾病研究中的應用，蛋白質芯片技術所發現的衰老時自身抗體的變化、蛋白質芯片在長壽人群的研究、以及在神經退行性疾病中應用的最新進展。
抗體芯片技術對細胞、組織、體液等各種類型臨床樣本中的蛋白質組可進行定性和定量分析，具有通量高、靈敏度好、實驗過程簡單等技術優勢。本期介紹了抗體芯片技術及其在衰老和衰老相關疾病研究中的應用，抗體芯片技術在細胞老化機制研究中的應用，抗體芯片技術在衰老相關疾病阿爾茲海默病，心血管疾病，腫瘤研究中的應用。
本期請北京醫院神經內科神經免疫實驗室主任殷劍教授介紹了老年重癥肌無力致病抗原和抗體臨床意義的判斷和檢測方法。凝聚了北京醫院神經免疫實驗室幾代專家依托神經免疫檢測技術探索老年重癥肌無力診療的寶貴經驗。
本期還介紹了腸道菌群參與宿主衰老過程的作用，以及作為抗衰老干預目標對促進健康的效果。近年來腸道菌群對人類健康、衰老和長壽中的作用研究取得了很大進展，但這一新興領域仍存在諸多局限性和挑戰，仍需要進一步研究和完善。
三 衰老機制研究的目的是延長人類的健康壽命
衰老所帶來的機能減退和患病率增加嚴重影響老年人生活質量，影響到健康長壽的人類愿望。在人類普遍長壽的今天，衰老機制研究的目的就是為了尋找干預的靶標以改善老年期的機體健康水平，為了延長人類的健康壽命。目前的研究提示了一些可能的靶基因和信號通路與機體壽命和健康狀態密切相關。
胰島素/IGF-1信號通路的研究結果提示，飲食限制可延長壽命或健康壽命。mTOR基因的研究提示，小鼠衰老過程中其下丘腦神經元的mTOR活性增加，從而導至增齡性肥胖；而通過下丘腦內直接注射雷帕霉素可逆轉該現象。由胰島素/IGF-1信號通路和mTORC1通路介導的營養和合成代謝的活性增強是衰老的主要促進因素，應用雷帕霉素亦可延長小鼠壽命。
另外，還存在兩種營養物感應器，即AMPK和sirtuins。與胰島素/IGF-1信號通路和mTOR的作用相反，針對營養匱乏和分解代謝產生效應，而非針對營養過盛和合成代謝。AMPK和sirtuins表達上調有益于健康老齡化。激活AMPK會對代謝產生多重效應，特別是關閉mTORC1。有證據顯示，蠕蟲和小鼠應用二甲雙胍后可通過激活AMPK使其壽命延長。
哺乳動物有7種sirtuin同源基因，研究表明至少有三個成員SIRT1、SIRT3和SIRT6有利于健康老齡化。sirtuins通過發現高水平NAD+以感應低能量狀態。NAD作為輔酶或者底物參與細胞內多種生物學反應，如能量代謝，DNA損傷修復，線粒體功能等。人體細胞內的NAD是隨著年齡的增長而逐漸降低的，補充NAD前體NMN，被證明可以有效的升高小鼠體內的NAD的含量，激活NAD相關信號通路，延長小鼠壽命。近幾年,抗衰老物質NMN引起了各界廣泛關注與功效驗證研究。
隨著生物學技術的日新月異,延緩機體衰老已經從愿望變為可能。延長人類的健康壽命、提高老齡人群的生命質量、減少整個社會的醫療負擔是老年醫學工作者的使命。促進老齡健康，減少老年疾病是促進中國社會經濟可持續發展的必然要求，也是國家富強和人民幸福的重要標志。為此，通過廣大生物醫學工作者的努力盡快將前沿的衰老機制研究成果轉化為人民群眾的福祉是值得期待和有望實現的事業了。