生理年龄加速是非随机的反应表观遗传变化的过程
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表观遗传学研究揭示DNA甲基化与年龄关系的新机制
近日,中国科学院上海营养与健康研究所的Andrew E. Teschendorff研究组在《自然-衰老》(Nature Aging)上发表了一篇题为《Quantifying the stochastic component of epigenetic aging》的研究论文。该研究探讨了表观遗传时钟的关键组成部分,指出这些时钟的精确性在很大程度上依赖于诱导随机DNA甲基化变化的生物机制。研究发现,表观遗传时钟在预测实际年龄时,其内在的随机成分越大,时钟的准确性越高。相反,表观遗传时钟在预测生理年龄时表现更佳,其非随机成分较强,这表明增加或减少生理年龄的过程本质上是非随机的,而表观遗传时钟的正常运转则是由DNA甲基化变化的内在随机过程所驱动的。
科研人员早前观察到,随着年龄的增长,DNA的表观遗传共价修饰,即DNA甲基化,会发生变化。这种变化与细胞和组织类型基本无关。基于这一观察,研究人员开发出了表观遗传DNA甲基化时钟。通过分析受试者的DNA样本,表观遗传时钟不仅能够准确预测个体的实际年龄,还可以在一定程度上预测其生理年龄。该表观遗传时钟已被证明适用于各种哺乳动物物种,广泛用于抗衰老和细胞再生策略的测试及其他应用场景。然而,除了表观遗传有丝分裂钟外,这些时钟的潜在生物学机制仍有待深入研究。
研究发现,随机DNA甲基化变化在细胞群体中的净效应是累积DNA甲基化变化的线性变化,而年龄加速的生物过程则本质上是非随机的。此前科学家们认为,生理年龄的加速可能只是随机DNA甲基化变化增加的反映,但实验数据表明事实并非如此。该研究展示了这一规律的唯一例外是表观遗传有丝分裂时钟。在癌症或肿瘤前病变中,有丝分裂年龄的加速体现为随机DNA甲基化变化的增长率,这表明与细胞分裂相关的DNA甲基化变化本质上是随机的。
这项研究不仅揭示了表观遗传时钟预测年龄的内在机制,还为理解表观遗传学在衰老和疾病中的作用提供了新的视角。这一发现可能推动未来在抗衰老研究和治疗策略开发方面的进一步探索。
2024-11-15
2024-11-15
2024-11-15
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