科学家开发新型“表观遗传时钟”可洞悉人脑衰老进程 预测疾病风险
发布时间：
2020-11-06 09:00
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人类DNA甲基化数据已被用于开发表征衰老的生物标记物，称为“表观遗传时钟”。但现有的DNA甲基化时钟准确性较低。近日，埃克塞特大学的科学家开发一种新的表观遗传时钟。由于使用了人脑组织样本，因此新时钟比以前的版本要精确得多，可以洞悉大脑中的加速衰老与痴呆症等脑疾病的关系。
该研究于10月28日发表在《大脑》，题为“Recalibrating the epigenetic clock: implications for assessing biological age in the human cortex”。
“生物钟”决定了我们昼夜节律，而“表观遗传时钟”可以告诉我们衰老的速度以及老年疾病的患病率。每个人的衰老速度各不相同，表观遗传标记控制着组成人体的不同细胞类型和组织中的基因开启和关闭的程度。与我们的遗传密码不同，这些表观遗传标记会随时间变化，这些变化可用于从DNA样本中准确预测生物学年龄。
埃克塞特大学的Jonathan Mill教授说：“表观遗传时钟的研究领域确实令人兴奋，并有可能帮助我们了解衰老的机制。我们的新时钟可以帮助我们探索人类大脑加速衰老的过程。我们使用捐赠的脑组织进行研究，帮助我们更多地了解与痴呆等脑部疾病有关的因素。”
研究小组采用了独特的方法来分析1至108岁人群的1397个人脑样本。以前的模型主要基于中年人的血液样本，因此，该研究中，年龄范围广是另一种优势，使这种新模型成为可能更准确的预测指标。该小组分析了人类皮层中的一种表观遗传标记物，即DNA甲基化，这是一个参与认知并与阿尔茨海默氏病等疾病有关的大脑区域。
该研究小组确定了347个DNA甲基化位点，这些位点在组合分析时可以最佳地预测人类皮质的年龄。然后，他们在由阿尔茨海默氏症学会和英国阿尔茨海默氏症研究基金会资助的脑痴呆研究（BDR）队列的1221个人类脑样本的单独集合中测试了他们的模型，并在1175个血液样本的数据集中进行了测试。
该研究的第一作者，埃克塞特大学的Gemma Shireby说：“我们新的表观遗传生物钟在预测人脑生物学年龄方面大大优于以前的模型。我们的研究强调了，在开发表观遗传钟模型时使用与您想探索的机制相关的组织。在这种情况下，使用脑组织可确保正确校准表观遗传时钟以研究痴呆症。”
该研究小组目前正在对患有阿尔茨海默氏病的人的脑样本使用该模型。他们期望可以找到这些样品中生物衰老加剧的证据。
阿尔茨海默氏症学会研究与影响总监Fiona Carragher表示：“表观遗传学是痴呆症研究的蓬勃发展领域，这项研究非常有价值，因为我们将继续更好地了解阿尔茨海默氏病在脑衰老中的作用和影响。由于可以预测大脑的衰老，并消除这种高度复杂状况的根本原因，因此我们拥有最大的机会来开发可以减慢其进程的有效治疗方法。”
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