獨特的衰老生物標志物

來源：作者：人氣：-發表時間：2024-08-21 09:59:00【大中小】

摘要：研究人員發現與逆轉錄因子(古代病毒遺傳物質的殘余)相關的DNA標記。

威爾康奈爾醫學院(Weill Cornell Medicine)和表觀遺傳學公司TruDiagnostic的研究人員發現，在我們的基因中，與逆轉錄因子(古代病毒遺傳物質的殘余)相關的DNA標記，可以作為高度精確的表觀遺傳時鐘來預測實際年齡。研究結果支持了人類基因組中某些逆轉錄因子可能與衰老有關的觀點。

眾所周知，逆轉錄因子會影響基因調控、基因表達、基因組穩定性和各種人類疾病的發展軌跡，但它們作為衰老生物標志物的潛力在很大程度上尚未得到探索。

圖1 Retro-age：一種由逆轉錄元件的DNA甲基化狀態捕獲的獨特的衰老表觀遺傳生物標志物

這項研究發表在8月2日的《衰老細胞》(Aging Cell)雜志上，得出的結論是，這些嵌入人類基因組的逆轉錄因子時鐘捕捉到了以前其他測量實際年齡的時鐘無法識別的獨特衰老信號。大多數衰老時鐘根據表觀遺傳標記的模式來估計一個人的生物年齡——甲基是附著在DNA上的化學標簽，影響基因的表達方式。逆轉錄因子的甲基化模式似乎隨著人們年齡的增長而改變，導致一些基因更加活躍，這可能導致基因組不穩定、炎癥和與年齡相關的疾病。

衰老是一個復雜的過程，受遺傳、環境和表觀遺傳因素的影響，研究人員一直在追求能夠預測生物年齡的可靠標記——在影響健康和整體福祉的生化水平上對一個人年齡的快照。另一方面，實足年齡代表一個人生活的年數。根據個人的不同，這兩者可能并不相關。

建造一個基于復古元素的老化時鐘

研究人員使用TruDiagnostic的機器學習模型分析了12,670名年齡從12歲到100歲不等的個體的表觀遺傳數據。利用由此產生的逆轉錄因子的DNA甲基化模式，特別是人類內源性逆轉錄病毒(HERV)和長穿插核因子(LINEs)，他們開發了一種稱為“逆轉錄年齡”的復合逆轉錄因子年齡時鐘。

杰出醫學教授和傳染病醫學免疫學教授，第一作者Lishomwa Ndhlovu說：“現在，有了Retro-Age，我們對衰老過程有了更深入的了解和新的視角，并有了預測生物年齡的潛在強大工具。”

研究人員發現，在測試各種人體組織時，復古時代時鐘保持準確，補充了現有的表觀遺傳時鐘，甚至擴展到其他哺乳動物物種。他們的發現表明，逆轉錄因子的活性可能是不同物種衰老的一個基本方面。

圖2 復合復古元素年齡和復古元素年齡V2表觀遺傳時鐘的構建

時光倒流——環境因素的影響

研究人員還發現，他們觀察到的DNA甲基化模式不僅可以預測年齡，還可以對外界因素做出反應，比如艾滋病毒感染者接受的抗逆轉錄病毒治療。HIV感染加速了表觀遺傳衰老，而抗逆轉錄病毒治療似乎在某種程度上逆轉了這一進程。這表明逆轉錄因子活性受到感染及其治療的影響，影響HIV感染者的生物衰老過程。

“特定逆轉錄因子的再激活隨著年齡的增長而增加，可能導致衰老的生物學特征，如炎癥、細胞衰老和基因組不穩定，”威爾康奈爾醫學院傳染病部醫學免疫學助理教授、通訊作者Michael Corley博士說。“我們的研究結果表明，逆轉錄因子時鐘捕獲了以前未被發現的生物衰老方面，并可能為未來治療這些和其他與年齡相關的疾病打開大門。”

研究人員說，監測逆轉錄因子的活性可以幫助追蹤抗衰老療法的有效性、老年人的健康狀況以及生活方式改變對生物衰老的影響。

Ndhlovu和Corley博士計劃通過針對人類基因組中特定逆轉錄因子的表觀遺傳狀態，探索與年齡相關疾病的新療法或治療干預措施。他們指出，這種方法可能最終逆轉或減輕衰老的生物效應，延長個人的健康壽命和壽命。

參考資料

[1] Retro-age: A unique epigenetic biomarker of aging captured by DNA methylation states of retroelements