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葛均波院士团队再添力作:五大驱动力、三层级十二项特征,重塑心血管衰老认知框架

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编者按:心血管疾病仍是全球范围内导致死亡与残疾的首要病因,传统观点常将年龄视为不可干预的独立危险因素。然而,临床实践表明,实际“心血管年龄”与生理年龄往往存在显著偏离。同一年龄段的个体,其血管弹性、微血管稀疏度及心肌重塑程度可存在明显差异。

近期,复旦大学附属中山医院葛均波院士团队在《Signal Transduction and Targeted Therapy》发表系统综述。该综述突破传统“单靶点、单器官”的研究视角,构建了由“五大病因驱动力”“三大维度、十二项衰老特征”以及“心脏—器官—系统交织网络”共同组成的心血管衰老理论框架。该综述指出,心血管衰老并非单向、不可逆的自然进程,而是由多种因素共同调控的动态过程。这一理论框架为深入认识心血管衰老的发生机制,以及探索更精准的风险评估与干预策略提供了新的思路。

时间并非唯一驱动力:五类因素共同塑造心血管衰老

心血管衰老并非单纯由时间推移所致,而是多种内源性与外源性应激因素长期作用下发生的生物学重塑过程。研究将心血管衰老的病因驱动力归纳为以下五类:

生活方式与行为因素:缺乏规律运动与血管僵硬增加、内皮功能受损以及全因死亡风险升高密切相关。

代谢紊乱与生理调节失衡:代谢性疾病可通过诱导氧化应激、慢性低度炎症、内皮功能障碍以及血管重塑等机制,加速心血管系统结构和功能退化。

环境暴露与理化因素:城市化进程中的 PM2.5暴露、重金属沉积等,均可增加机体氧化应激水平和炎症反应,从而加速血管损伤和心血管老化过程。

遗传与表观遗传网络:除肌节稳态及应激响应相关基因变异外,表观遗传修饰与非编码RNA亦可在转录后水平深刻影响细胞存活与基质重构,决定了个体对心血管衰老的易感性。

宿主生物学与社会人口学特征:慢性病毒感染、性别以及社会经济水平等,通过影响疾病发生风险、慢病管理能力等方面,共同塑造心血管个体差异衰老轨迹。

图1 心血管衰老的五大病因驱动力

三层级、十二项特征:心血管衰老的跨层级机制网络

在多种内源性与外源性因素的持续作用下,心血管系统逐渐出现分子损伤累积、细胞功能异常和系统调控失衡,最终表现为结构重塑与功能衰退。该综述首次将心血管衰老的十二项生物学特征整合为分子、细胞和

系统三个层级,每个层级包含四项特征

。各项特征并非彼此孤立,而是通过跨层级作用相互影响,共同推动心血管衰老进程:

分子层面

1.基因组不稳定性与表观遗传改变:DNA损伤、端粒功能异常以及DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA调控改变,可扰乱基因表达与细胞稳态,促进心血管组织功能衰退。

2.蛋白质稳态丧失:蛋白质合成、折叠、转运和降解过程受损,可导致错误折叠或受损蛋白质积聚,影响心肌细胞和血管细胞的正常功能。

3.线粒体功能障碍与氧化应激:线粒体能量代谢受损及活性氧生成增多,可破坏细胞氧化还原平衡,并进一步加重DNA、蛋白质和细胞膜损伤。

4.炎症:持续的慢性低度炎症可促进炎症细胞浸润和促炎因子释放,并与氧化应激、细胞衰老及组织重塑相互促进,形成持续性损伤循环。

细胞层面

1.细胞功能障碍:巨自噬受损、免疫细胞功能异常等改变,可削弱细胞质量控制与组织修复能力,促进炎症持续和心血管功能下降。

2.细胞衰老:细胞进入持久性增殖停滞状态后,可通过衰老相关分泌表型释放多种炎症介质和生长因子,影响周围细胞并促进继发性衰老。

3.干细胞耗竭:干细胞数量减少及自我更新、分化能力下降,可削弱心肌和血管组织的再生修复能力,加速组织结构与功能退化。

4.代谢改变:细胞底物利用偏好和能量代谢通路发生改变,可破坏能量稳态,并影响心肌收缩、血管舒缩及组织修复功能。

系统层面

1.肾素-血管紧张素-醛固酮系统持续激活:RAAS长期激活可引起钠稳态、血容量及血管张力调节异常,并促进氧化应激、炎症反应和纤维化重塑。

2.β-肾上腺素能信号异常:随年龄增长,β-肾上腺素能受体可出现脱敏或下调,导致心脏对交感神经刺激的反应减弱,降低心脏储备和应激适应能力。

3.生长信号失调:生长激素/胰岛素样生长因子-1、血管内皮生长因子等信号通路异常,可影响血管生成、细胞存活及组织修复。

4.机械信号转导异常:血流剪切力、基质硬度等机械刺激的感知与传导发生改变,可扰乱YAP/TAZ等信号通路,促进血管壁重塑及心血管稳态失衡。

由此可见,心血管衰老并非由单一机制推动,而是分子损伤、细胞功能失衡与系统信号异常共同作用的结果。分子层面的损伤为细胞功能异常奠定基础,细胞衰老和修复能力下降进一步放大组织损伤,而系统性信号失调又可对分子和细胞过程形成反馈,共同构成相互交织的心血管衰老网络。

心血管衰老的系统性影响:心脏、血管与多器官联动

心血管衰老的影响并不局限于心脏和血管。随着结构、功能及组织修复能力逐渐减退,心血管系统维持循环稳态和应对病理应激的能力随之下降,不仅增加心力衰竭、动脉粥样硬化及冠心病等疾病风险,还可

通过循环障碍和器官间相互作用影响全身多个系统

。具体而言:

心脏储备能力下降:心肌纤维化、左心室肥厚、心房扩大及舒张功能减退等改变逐渐累积,使心脏应对容量或压力负荷的能力减弱,进而增加心力衰竭和心房颤动风险。

血管稳态逐渐失衡:内皮功能障碍、血管壁重塑、血管钙化及动脉僵硬度增加,可削弱血管舒缩和修复能力,促进动脉粥样硬化进展,增加冠心病、脑卒中等心脑血管疾病风险。

多器官功能相互影响:慢性炎症、组织灌注不足及器官间异常信号传递,可将心血管系统的衰老效应延伸至脑、肾脏和骨骼肌等重要器官,推动全身功能进一步衰退。

心血管衰老干预:潜在策略与临床转化前景

在揭示心血管衰老发生机制的基础上,综述进一步关注如何干预这一过程,系统总结了靶向策略,为从“认识衰老”走向“主动干预衰老”提供了新的思路:

靶向清除或调控衰老细胞:利用抗衰老药物选择性清除“僵尸细胞”以改善组织微环境。

调节能量感知与代谢通路:通过模拟热量限制或激活特定代谢靶点增强细胞自噬与抗逆能力。

干预关键炎症通路与神经—心血管相互作用:阻断关键促炎因子并重塑自主神经平衡以减轻系统应激。

衰老程度评估与风险预测:结合DNA甲基化时钟、血浆蛋白质组学、SenMayo基因集及单细胞分析等工具,探索心血管生物学年龄的量化评估和高风险人群识别。

与此同时,健康生活方式干预与传统心血管危险因素的规范管理,亦是延缓心血管功能衰退、降低年龄相关心血管风险的重要基础。

小结

心血管衰老并非只能被动接受的时间结果,而是由遗传背景、环境暴露、代谢状态及生活方式共同塑造,具有可干预性和生物学可塑性的动态进程。解析分子—细胞—系统之间的跨层级作用网络,关键在于推动心血管疾病管理关口前移:由疾病发生后的被动处置,转向衰老轨迹识别、精准风险分层和早期综合干预。

在临床实践中,既要通过生活方式管理以及血压、血脂、血糖等危险因素的规范控制,延缓心血管结构与功能衰退;也应积极探索DNA甲基化时钟等新型生物标志物,识别生物学衰老加速及残余风险较高的人群。未来,随着相关评估工具不断验证和标准化,融合临床表型、多组学标志物与动态随访的精准评估体系,并据此实施分层、联合且可监测的干预策略,有望成为降低老年人群心血管风险、延长健康寿命的重要路径。

参考文献:

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[2] ZHENG P, YAN W, DING Y, et al. Cardiovascular ageing: hallmarks, signaling pathways, diseases and therapeutic targets[J]. Signal Transduction and Targeted Therapy, 2026, 11(1): 142. DOI: 10.1038/s41392-026-02630-7.

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