摘要
背景
基于血液的生物标志物在阿尔茨海默病(AD)早期检测中具有潜力,但其年龄相关变化机制尚未明确。表观遗传时钟通过DNA甲基化模式反映多维衰老过程。本研究在2656名拉美裔成年人(平均年龄62.5岁,65%女性)中,分析5种表观遗传时钟加速与AD生物标志物的关联。采用多变量线性回归模型,调整实际年龄、种族背景、招募地点等混杂因素。
结果
表观遗传时钟加速与神经丝轻链(NfL)水平呈显著正相关(β=0.0045-0.0193),与淀粉样蛋白Aβ40水平也显著相关(除DunedinPACE外)。PC-PhenoAge加速与所有生物标志物相关,但对Aβ42、Aβ42/40比值和p-Tau181的影响存在性别差异:男性中PC-PhenoAge加速显著升高Aβ42和p-Tau181水平,女性中则降低Aβ42/40比值。
结论
表观遗传年龄加速与拉美裔成年人AD生物标志物相关,其中PC-PhenoAge时钟显示最强关联。生物衰老与AD生物标志物的关系存在性别差异,需特别关注。
背景
阿尔茨海默病是重大公共卫生挑战,65岁以上患者预计2060年将达1380万。淀粉样斑块和tau缠结是病理特征,导致神经变性和炎症。基于血液的生物标志物(ATNI标志物)包括Aβ40/Aβ42比值、p-Tau181、NfL和胶质纤维酸性蛋白(GFAP)。年龄是影响这些标志物的关键因素,但其与DNA甲基化(DNAm)变化的关联尚不清楚。
表观遗传时钟分为三代:第一代(Hannum/Horvath)预测实际年龄;第二代(PhenoAge/GrimAge)预测疾病相关生物学年龄;第三代(DunedinPACE)预测多指标健康变化。年龄加速(即DNAm年龄与实际年龄的偏离)与多种疾病相关,但与AD的研究结果不一致,且缺乏对多代时钟与AD生物标志物的系统研究。
方法
研究数据来自SOL-INCA研究的2656名拉美裔中老年人,检测五种表观遗传时钟与血浆Aβ40、Aβ42、p-Tau181、NfL、GFAP的关联。分析调整心血管风险因素、APOE基因型等混杂变量。
结果
样本平均年龄62.5岁,65.7%为女性。男性表观遗传年龄加速更显著(Hannum、PC-Horvath、PC-PhenoAge)。所有时钟加速均与更高Aβ40水平相关(DunedinPACE除外)。PC-PhenoAge解释Aβ40/Aβ42变异率最高(1.90%/0.72%),DunedinPACE解释Aβ42/40变异率最高(0.65%)。
性别差异显著:PC-PhenoAge加速在女性中降低Aβ42/40比值(β=-0.0032),而在男性中升高Aβ42(β=0.0066)和p-Tau181(β=0.0158)水平。NfL与所有时钟显著相关,PC-PhenoAge和GrimAge2解释3.5%/3.1%的变异率。GFAP关联最弱,仅PC-PhenoAge显示边缘显著性。
讨论
本研究首次系统评估多代表观遗传时钟与AD生物标志物的关联。PC-PhenoAge时钟(基于9个临床指标和年龄)与所有生物标志物呈最强关联,提示其在神经变性机制中的独特作用。男性表观遗传加速更显著,可能反映生物衰老差异或激素等生物学过程混杂。
不同代时钟的关联差异提示其捕获的衰老机制不同:PhenoAge包含年龄和死亡相关模块,GrimAge/DunedinPACE富集死亡相关模块。与APOE等遗传位点的共享变异可能解释部分关联,但本研究未在拉美裔人群中检测到APOE等位基因与PC-PhenoAge的关联。
局限性包括:基于血液而非脑组织甲基化数据;效应量较小(解释变异率<4%);钟表在不同族裔人群的适用性需验证。
结论
在拉美裔中老年人群中,表观遗传年龄加速与AD相关生物标志物显著关联,尤其PC-PhenoAge时钟。研究强调性别差异在生物衰老与AD关联中的重要性。
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