表观遗传时钟最新盘点,只有用最精准的手段评估衰老,才能实现靶向逆转

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不知从何时起,看着户口本年龄那栏数字的不断增大,我们开始逐渐恐惧衰老的到来。

然而,实际年龄并不是衰老的衡量指标。2013年,来自加州大学洛杉矶分校的Steve Horvath教授,基于数万个人类组织中的基因样本,找到了衰老过程中DNA甲基化的规律,开发出一种分析测量生理年龄的工具——表观遗传时钟[1]。

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2018年,Horvath和他的同事们基于九种衰老标志物,再次开发出一种名为DNAm PhenoAge的时钟,可以对生理年龄和死亡风险进行更精准地评估[2]。

基于对生理年龄和衰老指标的预测,目前,不少可评估衰老的新式“时钟”已得到开发。巴克老龄化研究所和斯坦福大学联合开展研究,他们基于特定免疫细胞和蛋白水平的波动变化,推出一款炎性时钟——iAge,可预测年龄相关性疾病和免疫功能下降风险[3]。

那么如今,表观遗传时钟是否又更新换代、推陈出新呢?敬请跟随派派一起,听一节“表观遗传时钟”的最新盘点讲座吧!

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今日的第一课,就由中科院上海营养与健康研究所孙宇研究员等人,为我们分析不同表观遗传时钟对衰老评估的精准程度,并根据它们的评估优势进行更细致的分类,文章发表在老龄化专业杂志《Ageing Research Reviews》上[4]。

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随年龄增长,DNA上控制基因表达的胞嘧啶-磷酸鸟嘌呤(CpG)位点会发生动态变化,不仅影响蛋白质的合成和代谢过程,还会降低某些长寿和免疫相关基因的表达。因此CpG也被认为是表观遗传时钟评估衰老的指标[1]。

文章通过对比发现,当表观遗传时钟含有越多CpG位点时,就能越稳健且准确地评估衰老。于是,他们对目前应用最广泛的4种表观遗传时钟进行了排序,认为它们的精准度依次为:DNAm GrimAge(1030个CpG位点)、DNAm PhenoAge(513个CpG位点)、Horvath(353个CpG位点)、Hannum(71个CpG位点)[4]。

Horvath和Hannum时钟是根据实际年龄进行的评估,因此它们也被划定为年龄时钟,而DNAm PhenoAge和DNAm GrimAge则是应用衰老标志物进行的预测,所以它们被划定为死亡率时钟[4]。

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图注:表观遗传时钟的分类和有效预测指标

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1)测试衰老速率的DunedinPACE和DunedinPoAm

哥伦比亚老龄化中心于一区杂志《eLife》发布最新成果,开发出一种在理论和方法上都不同于传统表观遗传时钟的DunedinPACE时钟,可对某个年龄段内的衰老速度进行精准评估[5]。

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研究团队历经20年的数据收集,对每位受试者26/32/38/45岁时的生理指标进行统计分析,排除了可靠性较低的CpG位点,通过数据归一化处理后开发出的DunedinPACE时钟,不仅可推算出衰老速率,还可捕捉到老龄化相关疾病的发病迹象,以便及时预防[5]。

因此,DunedinPACE在推行之时还被称为“预测衰老的最新标准”

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美国密歇根大学团队也在《JCAM》发表文章,发现DunedinPoAm时钟可以最精准地评估生理年龄的加速增长与握力降低的关系[6]。

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据派派私下了解到,这个DunedinPoAm时钟相当于DunedinPACE时钟的进阶版本,可以预测受试者在测试时的衰老速率的动态变化,实现衰老的可视化,从而为后续干预方式提供更加精准的个性化方案[7]。

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图源:https://blog.trudiagnostic.com/biological-aging-dunedinpoam/(DunedinPoAm时钟对面部衰老的预测)

2)女性相关疾病风险识别的WID时钟

因斯布鲁克大学生物医学衰老研究所发文,使用宫颈上皮细胞和免疫细胞作为年龄预测参考,开发出一种WID时钟,可对衰老过程中女性相关疾病的发病风险进行精准评估[8]。

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实验分析了869名健康女性的1941份宫颈细胞样本,选取759个CpG位点,推出的WID-REA(相对上皮年龄)时钟不仅高效评估了非宫颈激素依赖性组织(如乳腺)中的癌症风险,而且还证实了,在绝经前采取激素疗法可有效预防此类癌症[8]。

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图注:更年期作为WID-REA时钟的预测转折点

3)基于机器学习的认知时钟

衰老的主要表现之一,就是随年龄增长的认知功能下降。针对这一问题,《Nature》子刊发表的研究发现,即根据年龄相关认知指标的变化,建立了一种基于机器学习的认知时钟[9]。

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研究召集118名年龄在19-85岁之间的受试者,进行2项感觉运动测试和一次露营测试,统计他们大脑各区域的退化程度、注意力的保持和学习能力,综合血液样本中的衰老标志物,开发出基于SVM(支持向量机)模型的认知时钟,可以最小的误差(8.62岁)去评估生理年龄[9]。

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看了这么多评估衰老的新时钟,最后,不妨再来了解一下后期干预方式的新发现吧。

来自斯坦福大学的Gen Shinozaki教授召集了173位正在服用二甲双胍的受试者,通过血样分析了1293个CpG位点[8]。发现二甲双胍可提高抗衰相关HIF-1α和AMPK信号通路的表达,并激活长寿、昼夜节律和炎症抑制的途径,有效减缓生理年龄的增长[10]。

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从多种新时钟的发现,到生理年龄的后期有效逆转,本期的表观遗传时钟最新盘点就到此为止啦!是不是很多小伙伴已经开始跃跃欲试,想要体验生理时钟,评估自己的真实生理年龄了?

时光派点评

随意吃各种补剂、频繁做大量保养就可以有效延缓衰老吗?

不一定!

衰老是一个复杂的生理过程,包含不同生理指标的波动变化,如果没有进行体内各项衰老指标的精准分析,你自认为有效的抗衰方式可能并不能起到针对性效果,甚至还会加速衰老。

只有通过专业手段(如表观遗传时钟)进行靶向评估分析,才能有效预防身体各层面的衰老,最终逆转生理年龄。

这,才是真正的有效抗衰。

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