Science:是什麼決定了人類的端粒長度?

2020-12-06 澎湃新聞

Science:是什麼決定了人類的端粒長度?

2020-09-15 07:06 來源:澎湃新聞·澎湃號·湃客

原創 梅斯醫學 MedSci梅斯 收錄於話題#端粒1#壽命1

端粒是位於染色體末端的DNA蛋白複合物,其可以保護染色體末端不被降解和融合。已有的研究顯示,端粒的DNA成分隨著細胞的每次分裂而縮短,最終會引發細胞衰老。

血液細胞中的端粒長度(TL)作為人類衰老的生物標誌物和年齡相關疾病的危險因素已被廣泛研究。然而,至今為止,全血中的TL能夠在多大程度上反映疾病相關組織類型中的TL是未知的,而且關於不同人類組織中TL的變異性還沒有得到很好的描述。

基因型-組織表達(GTEx)項目收集的人類遺體組織樣本為研究許多人類組織類型中的TL提供了機會,而關於遺傳變異、基因表達和供體特徵的附帶數據使我們能夠研究組織類型內和組織類型間TL的人口學、遺傳學和生物學決定因素和相關性。

最近,研究人員就此在Science雜誌發文。為了更好地了解TL的變異和決定因素,其測量了來自952名GTEx捐獻者(已故,年齡在20至70歲之間)的超過25種組織類型中的相對TL(RTL,DNA樣本中相對於標準樣本的端粒重複豐度)。

研究人員使用Luminex檢測法對6391個獨特的組織樣本進行了RTL測量,生成了最大的公開可用的多組織TL數據集。此外,研究人員還將RTL測量結果與GTEx供體特徵、遺傳變異和組織特異性表達的數據進行整合,並使用線性混合模型(跨所有組織和組織內)分析RTL和協變量之間的關係。

通過這種分析,研究人員試圖實現四個目標。(i)表徵TL的變異來源,(ii)評估全血TL作為其他組織類型中TL的代理的合理性,(iii)檢查年齡和TL在不同組織類型之間的關係,以及(iv)描述TL的生物決定因素和相關因素。

結果顯示,RTL的變異可歸因於組織類型、捐贈者和年齡,其次是種族或民族、吸菸,以及已知的影響白細胞TL的遺傳變異。各組織間的RTLs一般呈正相關,全血RTL是大多數組織中RTL的替代物。不同組織類型的RTL不同,全血的RTL最短,睪丸的RTL最長。

在大多數組織中,RTL與年齡成反比,這種關係在平均RTL較短的組織中最強。在所有組織和特定組織類型中,非洲血統與較長的RTL有關,這表明基於血統的TL差異存在於生殖細胞中,並被傳遞給子代。

由已知影響白細胞TL的遺傳變異組成的多基因評分與所有組織的RTL相關,其中幾個TL相關變異影響了附近基因在多種組織類型中的表達。TL維持基因中罕見的功能喪失變異的攜帶者具有較短的RTL(基於對多種組織類型的分析),這表明這些變異可能會導致一般人群中個體的TL較短。TL維持酶端粒酶的成分在睪丸中比在任何其他組織中都有更高的表達。因此,研究人員發現RTL可能介導年齡對人類組織中基因表達的影響的證據。

綜上所述,研究人員已經確定了許多人類組織類型中TL的變異性,以及衰老、祖先、遺傳變異和其他生物過程對這種變異性的貢獻。

從不同組織中觀察到的TL測量值之間的相關性強調了宿主因素的存在,這些因素對TL的影響是跨組織類型共享的(例如,胚胎中的TL)。

這些結果對解釋白細胞TL和疾病的流行病學研究具有重要意義。

原始出處:

Kathryn Demanelis et al. Determinants of telomere length across human tissues. Science (2020). DOI: DOI: 10.1126/science.aaz6876

原標題:《Science:是什麼決定了人類的端粒長度?》

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