衰老是动物细胞、组织和器官熵的自然结果——由于其部分的随机降解导致缓慢、无情地滑入无功能状态。我们现在有证据表明，衰老至少部分是受基因调控的。已经发现许多突变可以延长从酵母到哺乳动物的所有复杂生物的寿命。后生动物模式生物的研究，如秀丽隐杆线虫，有助于了解遗传学在衰老细胞生物学中的作用。跨越模式生物谱的长寿突变体表明，衰老速度是通过细胞过程的遗传控制来调节的。细胞过程的调节和随后的崩溃代表了细胞随着年龄的增长继续或放弃维护程序的程序性决定。我们对参与调节衰老的细胞生物学过程的理解特别受到长寿突变体和治疗的影响，例如减少胰岛素/IGF-1信号传导和饮食限制，这对于确定衰老的原因和对衰老的反应之间的区别至关重要，并揭示了一组参与一系列细胞生物活动的下游目标。
介绍
为了延长人类的寿命，我们必须了解哪些细胞程序导致衰老，以及它们的失调如何导致衰老和衰退。在许多与衰老相关的退行性疾病中，该疾病的特定、近端病因（例如蛋白质聚集）源于负责调节健康衰老的过程（例如自噬和蛋白质稳态）的失调。解决这些细胞过程的作用不仅与年龄有关，而且在阿尔茨海默病和帕金森病的背景下，将为衰老的基本生物学提供有价值的见解，并直接有助于提高人口老龄化的生活质量。这些疾病的风险。
在这里，我们回顾了一些在衰老过程中负责调节细胞健康的关键过程，以及许多这些疾病与衰老之间的联系。细胞健康在细胞的各个点受到控制，从细胞核开始，通过染色体结构/组织、转录调控和核输出/输入，向外延伸到蛋白质翻译和质量控制、细胞器的自噬循环、细胞骨架结构的维持，以及最终维持细胞外基质和细胞外信号。每个调节系统都从其他每个系统接收信息，从而导致控制细胞老化的调节之间的复杂相互作用。
染色体和端粒调控
端粒用重复序列覆盖每条染色体，保护染色体在每个复制周期中免受缩短（由于滞后链上的末端复制问题和氧化损伤；与寿命成反比的端粒长度和短端粒的积累率是斑胸草雀和小鼠寿命的预测指标，寿命最长的生物体有很长的端粒。长端粒与秀丽隐杆线虫的抗逆性增加有关，人类压力增加会导致端粒缩短增加，这表明端粒长度的调节可预测寿命和受长寿相关因素的影响。哺乳动物细胞培养物在40-60次分裂后进入衰老状态，称为Hayflick极限或复制性衰老。每次复制时端粒的缩短会导致细胞衰老。这种端粒缩短与许多与年龄相关的表型有关，例如先天免疫下降，甚至与蛋白质疾病相关，例如阿尔茨海默病。
sirtuinsSIR3和SIR4与酿酒酵母的寿命和核组织有关，调节老化酵母中的核仁碎裂并导致端粒重新定位到核仁中。老细胞和细胞的进行性失调。核形状退化，异染色质从衰老蠕虫的外围分离但这些过程在长寿命胰岛素/胰岛素样生长因子1(IGF-1)信号(IIS)突变体中减慢。
线粒体功能、生物发生和线粒体自噬
线粒体功能的维持对于细胞和有机体的健康至关重要，因为它们在细胞能量产生中的主要作用的关键性质以及能量产生的有*副产物和副产物和中间产物，产生造成损害的自由基。线粒体通过分子伴侣和泛素介导的降解。通过DCT-1、DAF-16/FOXO靶标和Nrf2的活性，线虫daf-2突变体中的线粒体自噬（线粒体自噬）和线粒体生物发生随着年龄的增长而协调和扩展同系物SKN-1。
氧化磷酸化链的缺陷延长了秀丽隐杆线虫和小鼠的寿命。线粒体功能的突变体，例如秀丽隐杆线虫中的DMQ羟化酶clk-1，影响生物时间，包括寿命、发育和繁殖，在小鼠中也是如此。秀丽隐杆线虫clk-1的突变为代价导致适度的寿命增长，其方式与胰岛素信号突变带来的更稳健的寿命增长无关。该机制被假设与ROS有关，但尚未完全了解。然而，某些电子传递链(ETC)成分的表达增加会延长果蝇的寿命。这种扩展似乎与不同ETC成分的相对表达和线粒体中氧化中间体的积累有关。相比之下，秀丽隐杆线虫IIS突变体通过良好调节的自噬总体上表现出更健康的细胞器，总体上比clk-1突变体更健康。
线粒体与源自直接病理学的疾病、衰老相关疾病有关。自噬缺陷与多种肌病有关，如庞贝病和达农病，主要是由于富含哺乳动物肌肉。除了能量产生中断的后果之外，线粒体衰变使细胞面临将ROS和线粒体特异性酶泄漏到细胞质中的风险，从而产生可能导致细胞凋亡的压力。
细胞膜和细胞外基质
细胞外信号通过细胞膜进出细胞，为细胞的健康提供关键环境。随着细胞年龄的增长，细胞获得几何畸变，这是由细胞骨架上的降解和应力驱动的，这可以改变老化红细胞的表面纹理。细胞膜中的细胞信号分子再循环随着年龄的增长而失调，导致长寿细胞信号通路的破坏。
细胞外基质(ECM)是健康和长寿的重要贡献者，也是细胞内健康状况的指标。胶原蛋白是一种ECM成分，对人类的无脊椎动物共有。秀丽隐杆线虫中的胶原蛋白表达随着年龄的增长而下降，daf-2介导的寿命延长需要特定胶原蛋白的调节。衰老的人类也会经历糖基化和ECM蛋白的其他蛋白质组学损伤，由于氧化损伤产物和ROS的积累，这一过程在2型糖尿病患者中加速。
复制性老化、衰老和更新
除了随着时间的推移健康下降外，细胞还会经历与其经历的分裂次数有关的衰老（复制性衰老）。S.cerevisiae通过从母细胞中出芽一个新细胞进行繁殖，并且在受到年龄的不利影响之前可以经历26次这样的分裂，而女儿不受母细胞先前分裂次数的限制，由于其复制潜力的更新。复制性衰老可以通过破坏TOR信号、饮食限制和细胞间pH值的改变来改变。在复制性老化过程中，氧化损伤产物如羰基化蛋白质和累积的细胞损伤会在酵母母细胞中积累并被母细胞通过依赖于Sir2的机制，使新生的子细胞出生时没有这种衰老标志。（虽然羰基化蛋白清除也发生在秀丽隐杆线虫卵母细胞中，这个过程不依赖于sir-2复制潜力的重置在哺乳动物和无脊椎动物的配子发生中有明显的相似之处。干细胞经历不对称分裂，将新的线粒体分离到子细胞，影响它们维持“干细胞”的能力。
随着细胞老化，它们会通过衰老将其内部状态——DNA损伤、癌基因激活和蛋白质组失调传达给它们的邻居。相关的分泌表型。SASP已在苍蝇、小鼠和人类中得到报道，但特定的SASP谱因细胞类型和环境而异。SASP调节肿瘤形成，并可能在调节机体衰老以及与年龄相关的病理，包括神经退行性衰老疾病。
复制寿命的失调是衰老疾病，特别是癌症的特征和感知外部刺激在多能性和致瘤性之间保持平衡。在通过协调因子表达诱导恢复其干细胞样状态的细胞中，染色体异常迅速出现，与正常老化细胞和永生细胞系一样。这种肿瘤形成的趋势表明，衰老和衰老在限制损害有机体整体健康的失控错误的机会方面起着重要作用。
结论
细胞健康受许多细胞生物学过程的调节。保守的基因调控途径协调细胞衰老的不同过程以维持细胞健康。因为细胞健康在从分子到细胞以及细胞的每个空间分裂的广泛范围内受到调节，调节细胞健康的过程是相互关联的：蛋白质质量差导致细胞器缺陷，细胞器缺陷导致活性氧增加，ROS导致蛋白质质量进一步降低。这些中的每一个都与细胞水平的衰老调节有关，最终影响对整个生物体衰老的控制。
IIS通路、TOR通路和饮食限制诱导的真核生物寿命的高度保守性表明，衰老调控是真核生物进化的基础。长寿、营养供应和繁殖之间的联系表明，长寿途径进化为在营养供应低的时期将体细胞健康与延迟生育联系起来。DR的稳健、健康长寿表型和IIS减少是许多细胞生物学过程的系统性、协调性变化共同延长寿命的结果。
了解控制细胞健康的全球调节过程将有助于更好地了解衰老，这可能使我们能够更好地治疗和预防与衰老相关的退行性疾病，例如阿尔茨海默氏症和帕金森氏症，以及不正确衰老或未能衰老的疾病，例如癌症，延缓衰老本身，随着年龄的增长提高生活质量。
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