独特的衰老生物标志物

来源：作者：人气：-发表时间：2024-08-21 09:59:00【大中小】

摘要：研究人员发现与逆转录因子(古代病毒遗传物质的残余)相关的DNA标记。

威尔康奈尔医学院(Weill Cornell Medicine)和表观遗传学公司TruDiagnostic的研究人员发现，在我们的基因中，与逆转录因子(古代病毒遗传物质的残余)相关的DNA标记，可以作为高度精确的表观遗传时钟来预测实际年龄。研究结果支持了人类基因组中某些逆转录因子可能与衰老有关的观点。

众所周知，逆转录因子会影响基因调控、基因表达、基因组稳定性和各种人类疾病的发展轨迹，但它们作为衰老生物标志物的潜力在很大程度上尚未得到探索。

图1 Retro-age：一种由逆转录元件的DNA甲基化状态捕获的独特的衰老表观遗传生物标志物

这项研究发表在8月2日的《衰老细胞》(Aging Cell)杂志上，得出的结论是，这些嵌入人类基因组的逆转录因子时钟捕捉到了以前其他测量实际年龄的时钟无法识别的独特衰老信号。大多数衰老时钟根据表观遗传标记的模式来估计一个人的生物年龄——甲基是附着在DNA上的化学标签，影响基因的表达方式。逆转录因子的甲基化模式似乎随着人们年龄的增长而改变，导致一些基因更加活跃，这可能导致基因组不稳定、炎症和与年龄相关的疾病。

衰老是一个复杂的过程，受遗传、环境和表观遗传因素的影响，研究人员一直在追求能够预测生物年龄的可靠标记——在影响健康和整体福祉的生化水平上对一个人年龄的快照。另一方面，实足年龄代表一个人生活的年数。根据个人的不同，这两者可能并不相关。

建造一个基于复古元素的老化时钟

研究人员使用TruDiagnostic的机器学习模型分析了12,670名年龄从12岁到100岁不等的个体的表观遗传数据。利用由此产生的逆转录因子的DNA甲基化模式，特别是人类内源性逆转录病毒(HERV)和长穿插核因子(LINEs)，他们开发了一种称为“逆转录年龄”的复合逆转录因子年龄时钟。

杰出医学教授和传染病医学免疫学教授，第一作者Lishomwa Ndhlovu说：“现在，有了Retro-Age，我们对衰老过程有了更深入的了解和新的视角，并有了预测生物年龄的潜在强大工具。”

研究人员发现，在测试各种人体组织时，复古时代时钟保持准确，补充了现有的表观遗传时钟，甚至扩展到其他哺乳动物物种。他们的发现表明，逆转录因子的活性可能是不同物种衰老的一个基本方面。

图2 复合复古元素年龄和复古元素年龄V2表观遗传时钟的构建

时光倒流——环境因素的影响

研究人员还发现，他们观察到的DNA甲基化模式不仅可以预测年龄，还可以对外界因素做出反应，比如艾滋病毒感染者接受的抗逆转录病毒治疗。HIV感染加速了表观遗传衰老，而抗逆转录病毒治疗似乎在某种程度上逆转了这一进程。这表明逆转录因子活性受到感染及其治疗的影响，影响HIV感染者的生物衰老过程。

“特定逆转录因子的再激活随着年龄的增长而增加，可能导致衰老的生物学特征，如炎症、细胞衰老和基因组不稳定，”威尔康奈尔医学院传染病部医学免疫学助理教授、通讯作者Michael Corley博士说。“我们的研究结果表明，逆转录因子时钟捕获了以前未被发现的生物衰老方面，并可能为未来治疗这些和其他与年龄相关的疾病打开大门。”

研究人员说，监测逆转录因子的活性可以帮助追踪抗衰老疗法的有效性、老年人的健康状况以及生活方式改变对生物衰老的影响。

Ndhlovu和Corley博士计划通过针对人类基因组中特定逆转录因子的表观遗传状态，探索与年龄相关疾病的新疗法或治疗干预措施。他们指出，这种方法可能最终逆转或减轻衰老的生物效应，延长个人的健康寿命和寿命。

参考资料

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