举个栗子:红颜未老胸先衰?

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导语:人总在慢慢变老,除了皮肤和身体器官,随着年龄增长,我们的基因也会发生一些变化。通过检测这种变化,可以用来估算人的年龄。并且,不同的部位衰老速度不同,乳腺组织的年龄平均要比实际年龄大两到三岁。

女人的乳房通常比身体的其他部位衰老得更快。根据血液或组织样本来鉴定一个人的年龄是目前最为精确的方法。

随着年龄增长,我们DNA的化学标记模式会产生变化。每个基因都会不同程度地甲基化,也就是说,基因会加上或移除甲基基团。这通常会增强或减弱基因的表达。这整个过程被称为表观遗传。

加州大学的史蒂夫?霍瓦特(Steve Horvath)及其同事利用这种变化来估算人的年龄。为达此目的,他们首先对7844份健康组织样本(来自51个不同的组织类型)的甲基化模式进行了详细的统计分析。这些组织涵盖了几乎所有的年龄段——从胎儿到101岁的老人。

经统计分析,该研究小组剔除了因组织类型而异的甲基化模式,只研究那些所有组织共有的模式。由此他们得以鉴定出基因组上353个特定的区域,它们在几乎所有的组织类型中都会随着年龄增长而出现不同程度的甲基化。

通过测定这些区域中甲基化的总量,该研究小组建立了一个算法,用于鉴定组织的年龄。

霍瓦特说,该算法比“端粒长度测龄法”要精确两倍。“端粒长度测龄法”是在此之前的最佳测龄方法,其原理在于染色体的顶端随着年龄增长会像蜡烛芯一样“越烧越短”。他还说,用他的方法来计算一个人的年龄,误差小于3.6岁的概率高达96%,而“端粒法”只有大约53%。

“这一研究的独特之处在于,尽管DNA甲基化模式具有显著的组织特异性,但所有的组织都会出现一种相同的‘衰老标签’,”摩西(Moshe Szyf)评论道,他在加拿大蒙特利尔的麦基尔大学(McGill University)研究甲基化。“研究数据表明,DNA甲基化有可能被用作强有力的生物衰老标记。”

霍瓦特说,他们的分析显著地表明身体不同部位衰老的速率是不同的。例如,他们分析一组平均年龄为46岁的妇女的乳腺组织时发现,乳腺组织的年龄平均要比实际年龄大两到三岁。而对两组平均年龄分别为55岁和60岁的人群(包括男、女人)的分析表明,心脏组织的年龄比实际年龄平均小9岁。

如果知道样本来自哪种组织,通过一些简单的校正仍可能精确地对年龄进行测算,霍瓦特说。不过一般而言,这一算法用来估算30岁以下人群的样本时最为精确。“年龄越大,估算的精确度则越低。”

霍瓦特认为,乳腺组织衰老得更快的原因是它持续受到激素的刺激。相比之下,心脏组织之所以较为年轻,是因为干细胞使其不断更新。

癌组织似乎也同样会过早衰老。对20种不同器官的癌症进行估算的结果表明,癌组织的年龄比人的实际年龄平均要大36岁。

由于衰老是发生癌症的一个风险因素, 霍瓦特认为,乳腺组织衰老得更快,这或许可以解释为何乳腺癌是女人最为普遍罹患的癌症。

该方法还适用于血液,所以它可能具有被法医用于揭示凶犯年龄的潜力,霍瓦特说。此外,通过组织活检来揭示加速老化的情况,该方法也可能被用于癌症诊断。

“研究结果引申出了一些问题:DNA甲基化的这些变化是否是导致衰老的原因?如果是,能否通过表观遗传干扰来逆转这一过程,从而延缓衰老?” 摩西说,“DNA甲基化的化学稳固性以及对其进行精确测定的可能性使得DNA甲基化成为一个研究衰老的非常诱人的工具,它会远胜于目前使用的端粒长度测龄法。”

霍瓦特说,对“表观遗传学(甲基化)测龄法”同“端粒长度测龄法”作进一步的比较研究,也许是有益的。他希望两种方法可以互为补充。他还说,他的算法已被编写成软件,并可被人们公开获得,所以其他研究者可以用他们自己的组织样本来验证他的算法。

(作者:无穷的探索)

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