「新進展」科學家開發新型「表觀遺傳時鐘」可洞悉人腦衰老進程 預測疾病風險

2020-10-30 轉化醫學網

本文為轉化醫學網原創，轉載請註明出處

作者：Cathy

導言：每個人衰老的速度各不相同，有些人比其他人更容易出現與衰老有關的特徵和疾病。進一步了解這一「生物年齡」可以幫助我們更多地了解如何預防與年齡有關的疾病。近日，有科學家開發了一種新的「表觀遺傳時鐘」，可以洞悉大腦的衰老進程，並可用於預測痴呆症等疾病的風險。

人類DNA甲基化數據已被用於開發表徵衰老的生物標記物，稱為「表觀遺傳時鐘」。但現有的DNA甲基化時鐘準確性較低。近日，埃克塞特大學的科學家開發一種新的表觀遺傳時鐘。由於使用了人腦組織樣本，因此新時鐘比以前的版本要精確得多，可以洞悉大腦中的加速衰老與痴呆症等腦疾病的關係。

該研究於10月28日發表在《大腦》，題為「Recalibrating the epigenetic clock: implications for assessing biological age in the human cortex」。

「生物鐘」決定了我們晝夜節律，而「表觀遺傳時鐘」可以告訴我們衰老的速度以及老年疾病的患病率。每個人的衰老速度各不相同，表觀遺傳標記控制著組成人體的不同細胞類型和組織中的基因開啟和關閉的程度。與我們的遺傳密碼不同，這些表觀遺傳標記會隨時間變化，這些變化可用於從DNA樣本中準確預測生物學年齡。

埃克塞特大學的Jonathan Mill教授說：「表觀遺傳時鐘的研究領域確實令人興奮，並有可能幫助我們了解衰老的機制。我們的新時鐘可以幫助我們探索人類大腦加速衰老的過程。我們使用捐贈的腦組織進行研究，幫助我們更多地了解與痴呆等腦部疾病有關的因素。」

研究小組採用了獨特的方法來分析1至108歲人群的1397個人腦樣本。以前的模型主要基於中年人的血液樣本，因此，該研究中，年齡範圍廣是另一種優勢，使這種新模型成為可能更準確的預測指標。該小組分析了人類皮層中的一種表觀遺傳標記物，即DNA甲基化，這是一個參與認知並與阿爾茨海默氏病等疾病有關的大腦區域。

該研究小組確定了347個DNA甲基化位點，這些位點在組合分析時可以最佳地預測人類皮質的年齡。然後，他們在由阿爾茨海默氏症學會和英國阿爾茨海默氏症研究基金會資助的腦痴呆研究（BDR）隊列的1221個人類腦樣本的單獨集合中測試了他們的模型，並在1175個血液樣本的數據集中進行了測試。

該研究的第一作者，埃克塞特大學的Gemma Shireby說：「我們新的表觀遺傳生物鐘在預測人腦生物學年齡方面大大優於以前的模型。我們的研究強調了，在開發表觀遺傳鐘模型時使用與您想探索的機制相關的組織。在這種情況下，使用腦組織可確保正確校準表觀遺傳時鐘以研究痴呆症。」

該研究小組目前正在對患有阿爾茨海默氏病的人的腦樣本使用該模型。他們期望可以找到這些樣品中生物衰老加劇的證據。

阿爾茨海默氏症學會研究與影響總監Fiona Carragher表示：「表觀遺傳學是痴呆症研究的蓬勃發展領域，這項研究非常有價值，因為我們將繼續更好地了解阿爾茨海默氏病在腦衰老中的作用和影響。由於可以預測大腦的衰老，並消除這種高度複雜狀況的根本原因，因此我們擁有最大的機會來開發可以減慢其進程的有效治療方法。」

參考資料：

【1】https://medicalxpress.com/news/2020-10-epigenetic-clock-insight-human-brain.html

【2】https://academic.oup.com/brain/advance-article/doi/10.1093/brain/awaa334/5942151

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