衰老与寿命研究领域的顶尖专家史蒂文·奥斯塔德博士（Dr. Steven Austad）指出，实验室动物研究缺乏现实世界相关性的核心原因在于标准实验条件未能模拟自然环境的挑战。他强调，超过80%的基因遵循昼夜节律运作，而这一关键特性在实验室中无法复现。奥斯塔德博士主张，需对动物实验群体的干预方式（treatment）进行根本性反思，以提升其研究成果对人类健康的适用性。
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优化动物研究模型，推动人类衰老与疾病研究进展
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自然与实验室动物研究对比
Steven Austad博士深入剖析了自然栖息地与实验室环境中动物研究的本质差异。他以类人猿的β-淀粉样蛋白沉积现象为例，对实验室发现直接适用于人类疾病的观点提出质疑。这些类人猿虽会形成与人类相似的淀粉样斑块，却不会发展出阿尔茨海默病。这种显著差异揭示了将动物研究成果转化为人类医学应用时的复杂性。
Anton Titov博士通过探讨动物观察结果与人类临床关联性开启了本次对话。讨论表明，仅凭物种相似性并不能确保研究结果对人类疾病的预测价值，这对生物医学研究的基础假设提出了深刻挑战。
自然环境中的生存挑战
自然栖息地提供的环境挑战在实验室设置中被完全消除。Steven Austad博士解释道，自然界中的动物需要应对极端气候、疾病威胁和多种生存压力。这些自然挑战形成了维持健康与恢复力的进化选择压力——野生动物必须保持健康状态才能抵御天敌和环境压力。
而实验室动物经过多代受保护的繁殖，已逐渐丧失这些生存能力。Austad博士指出，实验室动物若被放归自然，甚至难以存活超过24小时。这种根本性差异深刻影响着我们对衰老与疾病研究结果的解读。
昼夜节律与基因表达
Austad博士指出，超过80%的基因遵循着每日节律性激活模式。这些昼夜节律对维持正常生理功能和健康状态至关重要。在自然环境中，光照变化伴随着温度波动缓慢发生，这种自然过渡能有效同步生物钟与基因表达节律。
实验室条件采用突然的明暗转换，无法真实模拟自然昼夜周期。这种人工环境会破坏正常的基因调控机制，可能显著改变衰老与疾病研究的结果走向。
实验室条件的局限性
标准实验室实践创造了过度简化、缺乏生态效度的实验环境。Austad博士解释，研究人员历来通过标准化条件来简化实验设计：保持恒温环境、消除传染源等措施虽然有利于变量控制，却移除了塑造动物生物学的自然应激要素。
Austad博士强调，当前实验室动物与其野生同类实质上代表着截然不同的生物系统。与Titov博士的对话深入探讨了这些人造条件如何可能扭曲研究结果——自然挑战的缺失意味着实验室动物从未发展出野生动物那样的生理恢复机制。
重塑动物研究模型
Austad博士呼吁对实验室群体的管理方式进行根本性改革。他主张在研究环境中重新引入真实的环境条件，以更好地模拟动物在自然栖息地面临的挑战。这种改进可显著提升动物研究向人类医学转化的价值。
与Titov博士的对话凸显了对更具生态效度研究模型的迫切需求。Austad博士提出，将真实性重新纳入实验设计对开展有意义的衰老研究至关重要。这种范式转变有望带来对人类衰老过程和疾病发展更准确的预测模型。
完整对话实录
Anton Titov博士：Austad教授，您开展了大量跨物种动物研究，并撰写了两部关于不同动物物种衰老、寿命和健康寿命的专著。我们观察到自然界的现象与人类临床实践之间究竟存在怎样的关联？
举例来说，β-淀粉样蛋白会在类人猿体内积聚，但据我所知它们并不会患上阿尔茨海默病。虽然我们与类人猿遗传相似度很高，但这种现象确实存在。您如何看待从动物研究中获得的认知与人类临床应用之间的关联？
Steven Austad博士：确实，我们需要重新审视动物研究的方式。研究自然栖息地动物的优势在于，它们的生活充满真实挑战——需要应对气候变化、疾病暴露等复杂情况。
动物在自然界成功生存的前提是保持健康状态。一旦健康开始衰退，它们就会被自然淘汰。而我们在实验室里完全观察不到这种自然选择效应。
实验室动物既不会经历极端温度变化，也无法体验正常的昼夜节律。我们目前模拟自然的方式过于简单——只是机械地开关灯光，就假定复制了自然界的生物节律。但实际上，自然光线的变化是渐进的：黎明时分光线缓慢增强，黄昏时逐渐消退。
温度变化也随之缓慢而显著地发生。我们在实验室完全没有模拟这些自然现象。此外，我们竭力防止感染原进入实验室群体。
过去标准化这些条件确实有其价值，能够简化实验设计。但现在我们需要将更多真实环境要素重新引入实验室研究。
现今实验室使用的动物——如果放归自然，连24小时都难以存活。它们已完全丧失野外生存能力。这意味着我们在实验室研究的实际上是与自然界截然不同的生物系统，这些系统无法应对现实世界的挑战。
因此我认为，现在是时候重新思考实验室群体的管理范式了。