当你阅读这篇文章时,你将了解到:
- 一项新研究详细介绍了一种创新的"转录组时钟",它能够基于细胞功能而非简单的出生年份来准确测量一个人的生物年龄。
- 研究人员分析了来自四种物种(大鼠、小鼠、人类和猕猴)的11,000个不同组织的转录组,发现了哪些基因因衰老而开启,或在限制或延长寿命的干预过程中开启。
- 虽然未来测试可能提供准确预测某人何时会因年老而死亡的手段,但它也可能对药物测试大有裨益,使科学家能够检查特定治疗如何影响这些生物标志物。
你的身体能持续多久才会衰竭和死亡?这是一个许多人愿意花大价钱知道答案的问题,即使它不能提供确定的保证——毕竟,意外总是会发生(尤其是交通事故)。但是,通过人类对分子世界的探索,科学家已经开发出表观遗传时钟,可以帮助辨别一个人的"生物年龄",主要是通过分析已知的衰老生物标志物。其中最主要的是通过压力和时间积累的DNA化学变化,但正如《科学警报》指出的,这些方法并不总是准确的。
为了提高这些时钟的预测能力,一个由哈佛医学院和日本东北大学专家领导的科学家团队分析了四种哺乳动物物种的不同组织:小鼠、大鼠、猕猴和人类。他们比较了11,000个基因表达谱(也称为转录组),并记录了在四种物种的25种组织中,哪些基因在响应衰老或其他延长或缩短寿命的干预措施时被激活。这些数据构成了团队所说的"转录组时钟"的基础,该时钟基于细胞功能而非简单测量生物体出生后的经过时间来确定年龄。该研究结果发表在《自然》杂志上。
"这些衰老时钟代表了一种更详细测量衰老的潜在新方法,可以帮助预测疾病和死亡风险,表征治疗效果,并根据生物年龄提供个性化护理,"该研究的高级作者Vadim Gladyshev在新闻声明中表示。"未来的治疗方法可以同时针对特定的衰老相关过程——如炎症或新陈代谢——以及整体衰老。"
之前的表观遗传时钟通过分析DNA修饰工作——主要是在"CpG岛"上甲基基团的增加,这些是基因组中胞嘧啶核苷酸紧邻鸟嘌呤的区域。最近的一项研究发现,这些岛屿以及甲基化过程在将人类与我们的灵长类表亲区分开来方面发挥了关键作用,并且甲基化年龄与实际年龄之间的差异会增加患病风险。伯明翰大学的João Pedro de Magalhães(曾在2024年与《大众机械》深入讨论长寿医学的进展)在随研究发表的评论中解释说,与甲基化相比,转录组生物标志物通常准确性不足。但这项新研究达到了与表观遗传时钟相媲美的准确性。
"因为死亡风险随年龄增长而增加,而许多与衰老无关的过程也会影响健康,因此开发和验证抗衰老干预措施应依赖于评估特定干预是否影响死亡率和寿命,"他写道。"转录组时钟可能被证明是该评估的宝贵读数……可能使啮齿动物和人类的临床前和临床试验时间缩短。"
研究人员还发现,大多数细胞类型——无论是免疫细胞、干细胞、肝细胞还是肌肉细胞——都表现出相同的分子变化。他们发现,与健康细胞分裂和伤口修复相关的基因是衰老较慢的标志,而与细胞死亡和炎症相关的基因则代表相反的情况。该研究的首席作者Alexander Tyshkovskiy在新闻声明中表示,这些变化"对人类未来死亡时间具有预测性"。
作者强调,这种转录组时钟目前仅是一个研究工具,在用于人类治疗之前还需要进行更多测试。然而,如果科学家能够利用它准确分析某些医疗干预如何影响与寿命长短相关的生物标志物,它可以帮助药物试验更快速地推进。
确切知道自己的死亡时间将永远是牢牢属于科幻小说的情节,但基因组探索正向我们展示,科学有一天可能会给我们至少一个粗略的估计。
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