封面报道
衰老的起点：
基因组不稳定性，你的DNA损伤了吗？
2025年10月12日 21:16
“人是怎么变老的？”
从第一根白发到第一次忘带钥匙，我们习惯把衰老看作“时间到了”。但科学家在显微镜下看到的，却是另一幅画面：细胞核里，那条承载生命蓝图的DNA长链正悄悄断裂、错位、丢失。就像一本被反复影印的书，字迹越来越模糊，最终连“剧情”都变了。
据估计，人类细胞每天遭遇约104–105次DNA损伤事件，其中仅有一小部分能被完美修复[1]。当修复跟不上破坏，基因组不稳定性便悄然启动，成为十四项国际公认衰老标志中的“第一块多米诺骨牌”。
基因组不稳定性不仅是“突变”那么简单。
它像一场连环车祸：DNA断裂→染色体易位→端粒加速磨损→表观遗传密码丢失→转座子“跳”到致癌位点→细胞进入衰老状态→分泌SASP炎症因子→波及邻近干细胞→组织再生能力下降……中国科学院动物所2024年《Nature Reviews》综述，用37页篇幅描绘了这一串级联反应，并指出“异染色质丢失”是贯穿始终的导火索——就像图书馆把绝版书放到阳光底下，纸张泛黄、字迹剥落，最终无法借阅。
好消息是，DNA损伤并非不可逆。
从多吃一把菠菜到间歇性禁食，从冷水淋浴到新型“基因编辑敷料”，科学家已找到至少三类被动物与人群研究支持的干预策略，可潜在降低DNA损伤积累，改善基因组稳定性。
本文带你拆解“衰老第一推动力”的来龙去脉：读懂衰老的机制，对照自己的生活，找到那些看不见的“损伤加速器”，给出一份“科学到可以立刻行动”的修复手册建议。现在，让我们从细胞核深处的那条双螺旋出发，重新理解“变老”这件事。
人类对衰老机制的探索从未停止。2023年《Cell》期刊提出的“衰老十二大标志”框架，将基因组不稳定、端粒损耗、表观遗传改变等现象纳入衰老特征，但未能阐明其因果关系[2]。2025年发表于《Aging and Disease》的这项研究直击核心，提出端粒（Telomere）与核糖体DNA（rDNA）的协同缩短是驱动细胞程序化衰老的根本原因，而其他衰老标志均为这一过程的衍生结果。
在我们的身体里，DNA并不是一个“静态”的分子，而是一个不断被使用、复制、转录的动态结构。每一次细胞分裂、每一次基因表达，都会让DNA暴露在损伤风险中。
DNA损伤是衰老过程中的一个关键驱动力。细胞在正常代谢过程中会不断产生DNA损伤，如DNA单链和双链断裂、碱基损伤等。随着时间的推移，这些损伤会逐渐累积，导致基因组不稳定，进而引发细胞功能的逐渐衰退和衰老。[3]
其中，氧化应激引起的碱基损伤是最常见的一种。我们体内不断产生活性氧（ROS），这些“自由基”会攻击DNA分子，导致碱基突变。例如，8-羟基脱氧鸟苷（8-OHdG）就是一种典型的氧化损伤标志物，其水平在老年人中显著升高。研究显示，每个细胞每天会发生约103 次氧化损伤，而这些损伤如果得不到及时修复，就可能永久性地改变基因序列。[4]
异染色质的丢失是细胞衰老的一个重要分子标志。在衰老过程中，异染色质结构会发生显著变化，如异染色质区域的开放性和相互作用增强。2024年3月，美国康奈尔大学的Felicity等研究了保守的染色质因子SET-26 (SET domain protein 26)、HCF-1 (host cell factor 1)和HDA-1 (histone deacetylase HDA-1)如何调节线虫的基因表达和寿命。研究发现，SET-26与HCF-1合作调控一组共同的基因，并共同拮抗组蛋白去乙酰化酶HDA-1，限制寿命延长。文章指出，SET-26、HCF-1和HDA-1形成一个微调基因表达和寿命的机制，对理解这些因子在不同生物体中的作用及衰老生物学具有重要意义。
2024年10月，中国科学院动物研究所曲静和刘光慧课题组发表综述，全面总结了染色质和基因组不稳定性在衰老及相关疾病中的作用和机制，阐述了异染色质丢失、端粒磨损和DNA损伤如何通过引发基因组不稳定性、天然免疫和炎症反应，促进细胞衰老，进而驱动组织、器官与个体衰老，并导致衰老相关疾病的发生，并且探讨了这些分子机制在共同影响细胞命运和组织功能过程中的相互作用。
来自上海市2024年度“科技创新行动计划”软科学研究项目支持的一项研究成果《衰老机制研究前沿与抗衰老产业发展动态》指出，随着分子生物学、遗传学和生物信息学的发展，衰老研究进入了一个新的时代。
举例而言，科学家们发现了许多与衰老密切相关的基因、蛋白质、代谢物和信号通路；单细胞转录组分析揭示了衰老、基因组不稳定性和免疫变化等年龄相关的细胞特性；组织结构失序和细胞身份丢失是多器官衰老的共性特征；环境暴露与衰老的复杂关联阐释了健康生活方式和环境因素在衰老过程中的重要作用等。
香喷喷的炸鸡、烤得滋滋作响的烤肉……这些高温烹饪的美食不仅是味蕾的享受，也可能在体内埋下隐患。
科学依据：食物在超过120℃的高温下烹饪时，会通过美拉德反应产生丙烯酰胺（Acrylamide）等副产物。丙烯酰胺被世界卫生组织列为2A类致癌物，即对实验动物有明确致癌性，对人体也可能致癌。它进入人体后，会代谢生成环氧丙酰胺（Glycidamide），后者能与DNA上的碱基（如鸟嘌呤）形成加合物，直接导致DNA突变。
数据说话：根据欧盟食品安全局（EFSA）的评估，油炸土豆食品（如薯条、薯片）和咖啡是丙烯酰胺的主要膳食来源。一项体外实验表明，微摩尔浓度（μM）的丙烯酰胺即可诱导细胞DNA出现链断裂。
建议：无需完全放弃，但要有意识减少摄入。多采用蒸、煮、炖等烹饪方式，替换煎、炸、烤。如果煎炸，注意不要过度焦化。
熬夜刷手机、追剧是很多人的常态，但你的细胞却因此叫苦不迭。深夜不睡，剥夺的不仅是睡眠时间，更是身体修复DNA的黄金机会。
科学依据：在深度睡眠期间，我们大脑中的DNA修复活动会达到高峰。2019年一项发表在《自然·通讯》（Nature Communications）上的研究通过斑马鱼实验发现，在睡眠期间，细胞内的染色体动力学增强，这有助于更有效地清除日间累积的DNA损伤。而如果剥夺睡眠，这种修复效率会大大降低，导致DNA损伤积累。[5]
数据说话：对人体研究也发现，仅仅一晚睡眠不足，就会导致体内DNA损伤的敏感标志物——8-羟基脱氧鸟苷（8-OHdG）水平升高。长期睡眠紊乱与氧化应激水平升高和DNA损伤加剧密切相关。
建议：保证规律、充足的睡眠（通常建议7-9小时），努力在晚上11点前入睡，为身体的DNA修复工程留出足够的时间。
“压力山大”不仅是句口头禅，更是一种生理状态。长期的精神压力会通过激素，间接地对我们的DNA造成打击。
科学依据：当我们处于慢性压力下，身体会持续分泌皮质醇等压力激素。研究发现，高水平的皮质醇会抑制一种关键DNA修复酶——OGG1的活性。这种酶专门负责修复由氧化应激造成的常见DNA损伤（如8-OHdG）。一旦它的活性被抑制，DNA损伤就会像未处理的垃圾一样在细胞内堆积起来。
数据说话：一项针对照顾患病子女的母亲（这是一个典型的高压力群体）的研究发现，她们体内细胞的端粒（染色体末端的保护帽，其长度是细胞衰老的标志）长度明显短于压力水平较低的控制组。这表明慢性压力加速了细胞的衰老 。
建议：寻找健康的压力宣泄口，如规律运动、冥想正念、培养爱好、与人倾诉，都是管理压力、保护DNA的有效方式。
我们的环境中也充满了看不见的DNA损伤因子，最主要的就是空气细颗粒物（PM2.5）和太阳紫外线（UV）。
科学依据：PM2.5颗粒物表面吸附的多环芳烃（PAHs）等物质，吸入人体后经代谢可产生活性中间体，与DNA形成加合物，诱发突变。而紫外线（特别是UVB）则能直接被皮肤细胞中的DNA吸收，导致相邻的碱基发生交联，形成“嘧啶二聚体”，这是皮肤晒伤、光老化和皮肤癌的主要元凶。
数据说话：世界卫生组织（WHO）指出，空气污染是最大的环境健康风险之一。2013年，国际癌症研究机构（IARC）已将室外空气污染列为人类致癌物（Group 1）。
建议：在雾霾天减少户外活动，必要时佩戴合规的口罩（如N95）。只要出门，无论晴天阴天，都应涂抹足量的广谱防晒霜（SPF30+/PA+++），并结合硬防晒（帽子、伞、衣物）。
- 锌+镁：DNA聚合酶β、连接酶IV的辅因子。美国RDA建议成人男11 mg、女8 mg锌，镁320–420 mg；研究显示，锌和镁缺乏可增加DNA损伤敏感性，而补充可能改善修复效率[6] [7]。
- B族维生素：维持基因组稳定性，预防“生命蓝图”的错误，这是B族维生素（特别是B9叶酸、B12、B6）最直接、最关键的抗衰老机制。它们共同参与一碳单位代谢，这是DNA合成、修复和甲基化的核心生化循环。
- 抗氧化组合：维生素C +维生素E +β-胡萝卜素+锌+铜，来自SU.VI.MAX等大型临床试验的证据表明，长期以营养剂量服用这种组合可以：减少全身的氧化应激；降低男性癌症风险和全因死亡率；保护皮肤，延缓光老化迹象。
- 间歇性禁食：间歇性禁食（如16/8模式）通过激活AMPK和SIRT1通路，已被证明能显著改善胰岛素敏感性。其激活细胞自噬、增强压力抵抗力的机制，在基础研究中也被证实能促进DNA修复和改善线粒体功能，从而潜在地延缓细胞衰老。不过，其在人体中长期应用的效果仍需更多大规模临床试验验证。
- 冷水暴露（14 ℃，10 min）：可瞬间激发去甲肾上腺素升高2–3倍，随之激活DNA修复激酶ATM，提高DSB修复效率；但高血压者慎用，需医生评估。
- 高强度间歇训练（HIIT）：某种形式的高强度间歇训练降低衰老标志如p16^INK4a表达，提高端粒酶活性，相当于免疫衰老逆转。
- NAD⁺前体：烟酰胺单核苷酸（NMN）。人体临床试验表明，口服NMN（如250 mg/日）可有效提升血液中的NAD+水平，并显示出改善中老年人肌肉功能和身体活动能力的潜力。短期内的研究表明其安全性良好，未发现肝肾毒性。其对于减少DNA损伤等更深层次的抗衰老效果，已在动物模型中得到验证，但在人体中的效果仍需更大规模、更长周期的临床研究来证实。
- 二甲双胍：一项针对英国超过10万名2型糖尿病患者的大规模回顾性研究发现，与使用磺脲类降糖药相比，使用二甲双胍的患者其癌症风险显著降低了38%。大量基础研究表明，这种保护作用可能源于二甲双胍能激活AMPK、减少活性氧（ROS）生成并增强DNA修复能力。[8] 2024年9月，中国科学院动物研究所曲静、刘光慧课题组与中国科学院北京基因组研究所张维绮课题组共同发表研究成果，首次发现二甲双胍不仅能够调节血糖，还能促进包括大脑在内的雄性老年灵长类个体多种组织器官的年轻化。[9]
根据2023年更新的《Cell》衰老标志综述，社会心理压力已被视为驱动衰老的核心因素。大规模Meta分析表明，社会孤立可使死亡风险增加，并加速细胞端粒的缩短。相反，积极参与社会活动（如志愿服务）能有效缓解孤独感，改善健康指标，其效果相当于延缓细胞衰老。其内在机制在于，社交能减轻慢性压力，降低皮质醇水平，从而解除其对DNA修复基因的抑制，减少基因组损伤。[10]
衰老不是命运，而是DNA损伤与修复之间的“收支账本”。基因组不稳定性作为第一笔“坏账”，一旦超额，便触发端粒磨损、表观漂移、蛋白聚集等雪崩式反应。幸运的是，这本账仍可修改：少制造损伤，多提供修复原料，再辅以正在走向临床的基因疗法，我们完全有能力把“衰老”从疾驰调成慢放。下一次，当你深夜刷手机、犹豫要不要再来一份炸鸡时，请想想细胞核里那条默默承受的双螺旋——它每天都在为你奋战10万次。给它一点支援，或许十年后，你会感谢今晚做出更健康选择的自己。
参考文献及出处：
[1] European Food Safety Authority (EFSA). (2015). Scientific Opinion on acrylamide in food. EFSA Journal, 13(6), 4104.
[2] Besaratinia, A., & Pfeifer, G. P. (2007). A review of mechanisms of acrylamide carcinogenicity. Carcinogenesis, 28(3), 519–528.
[3] Zada, D., et al. (2019). Sleep increases chromosome dynamics to enable reduction of accumulating DNA damage in single neurons. Nature Communications, 10, 895.
[4] Patterson, R. E., et al. (2019). The effects of sleep duration on biomarkers of cardiometabolic health and inflammation: a systematic review. Sleep Medicine Reviews, 43, 32-40.
[5] Flint, M. S., & Baum, A. (2011). Chronic stress and DNA damage: an intervention study. Brain, Behavior, and Immunity, 25(2), 219–223.
[6] Epel, E. S., et al. (2004). Accelerated telomere shortening in response to life stress. Proceedings of the National Academy of Sciences, 101(49), 17312–17315.
[7] 张博文, 杨露等. 衰老机制研究前沿与抗衰老产业发展动态. 生命科学, 2025, 37(1): 47-56. DOI: 10.13376/j.cbls/2025006.
[8] https://ods.od.nih.gov/factsheets/Magnesium-HealthProfessional/
[9] Ames, B. N. (2018). Prolonging healthy aging: Longevity vitamins and proteins. Proceedings of the National Academy of Sciences, 115(43), 10836-10844.
[10] Buijze, G. A., Hof, Wim, et al.Cryotherapy and Whole-Body Cold Exposure Modulate the Human Inflammatory Response and Attenuate Oxidative and DNA Damage in a Double-Blinded, Placebo-Controlled, Crossover Pilot Study，Cell Reports Medicine (2023)
[11] Werner, C. M., et al. (2019). Differential effects of endurance, interval, and resistance training on telomerase activity and telomere length in a randomized, controlled study. European Heart Journal, 40(1), 34–46.
[12] Yoshino, M., et al. (2021). Nicotinamide mononucleotide increases muscle insulin sensitivity in prediabetic women. Science, 372(6547), 1224–1229.
[13] Igarashi, M., et al. (2023). Chronic nicotinamide mononucleotide supplementation elevates blood nicotinamide adenine dinucleotide levels and alters muscle function in healthy older men. NPJ Aging, 9(1), 4.
[14] Currie, C. J., Poole, C. D., & Gale, E. A. (2009). The influence of glucose-lowering therapies on cancer risk in type 2 diabetes. Diabetologia, 52(9), 1766–1777.等
本文作者为大健康领域资深媒体人，某平台合伙人。Bioπ中国美肤科学传播平台发布本文只是为了更多的信息参考，不代表任何有倾向性的投资意见或市场暗示。
THE END
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