Theodorakis Nikolaos, Feretzakis Georgios, Tzelves Lazaros, Paxinou Evgenia, Hitas Christos, Vamvakou Georgia, Verykios Vassilios S, Nikolaou Maria
Department of Cardiology & 65+ Clinic, Amalia Fleming General Hospital, 14, 25th Martiou Str., 15127 Melissia, Greece.
School of Medicine, National and Kapodistrian University of Athens, 75 Mikras Asias, 11527 Athens, Greece.
J Pers Med. 2024 Aug 31;14(9):931. doi: 10.3390/jpm14090931.
Aging is a fundamental biological process characterized by a progressive decline in physiological functions and an increased susceptibility to diseases. Understanding aging at the molecular level is crucial for developing interventions that could delay or reverse its effects. This review explores the integration of machine learning (ML) with multi-omics technologies-including genomics, transcriptomics, epigenomics, proteomics, and metabolomics-in studying the molecular hallmarks of aging to develop personalized medicine interventions. These hallmarks include genomic instability, telomere attrition, epigenetic alterations, loss of proteostasis, disabled macroautophagy, deregulated nutrient sensing, mitochondrial dysfunction, cellular senescence, stem cell exhaustion, altered intercellular communication, chronic inflammation, and dysbiosis. Using ML to analyze big and complex datasets helps uncover detailed molecular interactions and pathways that play a role in aging. The advances of ML can facilitate the discovery of biomarkers and therapeutic targets, offering insights into personalized anti-aging strategies. With these developments, the future points toward a better understanding of the aging process, aiming ultimately to promote healthy aging and extend life expectancy.
衰老 是 一个 基本 的 生物学 过程,其 特征 是 生理 功能 逐渐 衰退 以及 对 疾病 的 易感性 增加。在 分子 水平 上 理解 衰老 对于 开发 能够 延缓 或 逆转 其 影响 的 干预 措施 至关重要。本综述 探讨 了 机器学习(ML)与 多组学 技术(包括 基因组学、转录组学、表观基因组学、蛋白质组学 和 代谢组学)的 整合,以 研究 衰老 的 分子 特征,从而 开发 个性化 医学 干预 措施。这些 特征 包括 基因组 不稳定性、端粒 磨损、表观遗传 改变、蛋白质 稳态 丧失、巨自噬 功能 失调、营养 感应 失调、线粒体 功能障碍、细胞 衰老、干细胞 耗竭、细胞间 通讯 改变、慢性 炎症 和 微生物 群落 失调。使用 ML 分析 庞大 而 复杂 的 数据集 有助于 揭示 在 衰老 过程 中 起 作用 的 详细 分子 相互作用 和 途径。ML 的 进展 可以 促进 生物标志物 和 治疗 靶点 的 发现,为 个性化 抗衰老 策略 提供 见解。随着 这些 发展,未来 有望 更好 地 理解 衰老 过程,最终 目标 是 促进 健康 衰老 并 延长 预期 寿命。