一项新的研究论文于2025年1月3日发表在《Aging》(Aging-US)第17卷第1期,题目为“应用于多种组织类型的DNA甲基化时钟算法的特征”。芝加哥大学和匹兹堡大学的研究人员马克·理查森(Mark Richardson)、科特尼·布兰特(Courtney Brandt)、尼亚蒂·简(Niyati Jain)、詹姆斯·L·李(James L. Li)、凯瑟琳·德马内利斯(Kathryn Demanelis)、法尔扎娜·贾斯敏(Farzana Jasmine)、穆罕默德·G·克比里亚(Muhammad G. Kibriya)、林彤(Lin Tong)和布兰登·L·皮尔斯(Brandon L. Pierce)研究了如何利用DNA测量生物学老化。他们的研究发现,常用的“DNA甲基化时钟”在血液样本中表现良好,但对于其他组织如肺、结肠和肾脏可能不太可靠。
DNA甲基化时钟广泛用于法医学、表观遗传学和长寿研究,以基于DNA的化学变化估计一个人的生物年龄。这些表观遗传时钟帮助科学家预测与年龄相关的疾病,并评估生活方式因素(如吸烟)对衰老的影响。大多数时钟最初是用血液样本开发的,其在其他组织中的有效性尚不清楚。这项研究测试了八种不同的DNA甲基化时钟在九种人类组织类型中的应用,包括肺、前列腺、卵巢、骨骼肌和肾脏。研究人员分析了通过基因型-组织表达(Genotype-Tissue Expression, GTEx)项目收集的973个组织样本的数据。
他们的分析揭示了不同组织之间生物年龄估计的显著差异。虽然血液样本提供了最可靠的结果,但其他组织显示出明显的变异。例如,睾丸和卵巢组织显得比预期年轻,而肺和结肠组织则显得更老。
这些差异在仅用血液样本训练的时钟(如Hannum时钟)中最为明显,但在使用多种组织类型训练的时钟(如Horvath时钟,一种旨在进行泛组织年龄预测的时钟)中也存在。
这些发现表明,衰老可能不是在每个器官中以相同的速度发生,标准的DNA甲基化时钟可能无法在血液样本以外提供准确的生物年龄估计。作者建议,可能需要开发新的、特定于器官的表观遗传时钟来提高生物年龄预测的准确性。创建特定于组织的衰老时钟还可以改善医疗诊断、与年龄相关的疾病预防和健康监测。
研究人员强调,需要更大规模的研究和更多特定于组织的DNA甲基化数据来改进这些衰老时钟。通过改进这些工具,科学家可以更好地理解衰老如何影响不同器官,并开发更可靠的方法来测量生物年龄。这些进展可能导致更好地预测与年龄相关的疾病和新的健康老龄化策略。
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