威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院和表觀遺傳學(xué)公司 TruDiagnostic 的研究人員發(fā)現(xiàn)了與逆轉(zhuǎn)錄因子相關(guān)的 DNA 標(biāo)記，逆轉(zhuǎn)錄因子是人類基因中古代病毒遺傳物質(zhì)的殘留物，可作為預(yù)測(cè)實(shí)際年齡的高精度表觀遺傳時(shí)鐘。研究結(jié)果支持了人類基因組中某些逆轉(zhuǎn)錄因子可能與衰老有關(guān)的觀點(diǎn)。
已知逆轉(zhuǎn)錄因子會(huì)影響基因調(diào)控、基因表達(dá)、基因組穩(wěn)定性和各種人類疾病的發(fā)展軌跡，但它們作為衰老生物標(biāo)志物的潛力尚未得到充分探索。
這項(xiàng)研究發(fā)表在《衰老細(xì)胞》雜志上，結(jié)論是，這些嵌入人類基因組的逆轉(zhuǎn)錄元素時(shí)鐘捕捉到了其他用于測(cè)量實(shí)際年齡的時(shí)鐘以前無法識(shí)別的獨(dú)特衰老信號(hào)。
大多數(shù)衰老時(shí)鐘都是根據(jù)表觀遺傳標(biāo)記模式來估計(jì)一個(gè)人的生物年齡的。表觀遺傳標(biāo)記是一種名為甲基的化學(xué)標(biāo)簽，附著在 DNA 上，影響基因的表達(dá)方式。逆轉(zhuǎn)錄因子上的甲基化模式似乎會(huì)隨著人們年齡的增長而改變，導(dǎo)致一些基因更加活躍，這可能導(dǎo)致基因組不穩(wěn)定、炎癥和與年齡相關(guān)的疾病。
衰老是一個(gè)復(fù)雜的過程，受遺傳、環(huán)境和表觀遺傳因素的影響，研究人員正在尋找能夠預(yù)測(cè)生物年齡的可靠標(biāo)記——生物年齡是影響健康和整體幸福感的生化水平的快照。另一方面，實(shí)際年齡代表一個(gè)人活了多少年。根據(jù)個(gè)人情況，兩者可能不相關(guān)。
基于逆轉(zhuǎn)錄因子構(gòu)建衰老時(shí)鐘
研究人員使用 TruDiagnostic 的機(jī)器學(xué)習(xí)模型分析了 12,670 名年齡在 12 歲至 100 歲之間的個(gè)體的表觀遺傳數(shù)據(jù)。利用由此產(chǎn)生的逆轉(zhuǎn)錄元件(特別是人類內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒 (HERV) 和長散在核元件 (LINE))的 DNA 甲基化模式，他們開發(fā)了一種名為“Retro-Age”的復(fù)合逆轉(zhuǎn)錄元件年齡時(shí)鐘。
“現(xiàn)在，通過 Retro-Age，我們對(duì)衰老過程有了更深入的了解和全新的視角，并且擁有預(yù)測(cè)生物年齡的潛在強(qiáng)大工具，”第一作者、威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院 Herbert J. 和 Ann L. Siegel 杰出醫(yī)學(xué)教授和傳染病科醫(yī)學(xué)免疫學(xué)教授 Lishomwa Ndhlovu 博士說。
研究人員發(fā)現(xiàn)，在測(cè)試各種人體組織時(shí)，Retro-Age 時(shí)鐘依然準(zhǔn)確，補(bǔ)充了現(xiàn)有的表觀遺傳時(shí)鐘，甚至擴(kuò)展到其他哺乳動(dòng)物物種。他們的研究結(jié)果表明，逆轉(zhuǎn)錄因子活性可能是不同物種衰老的一個(gè)基本方面。
時(shí)光倒流：環(huán)境因素的影響
研究人員還發(fā)現(xiàn)，他們觀察到的 DNA 甲基化模式不僅可以預(yù)測(cè)年齡，還可以對(duì)外部因素做出反應(yīng)，例如 HIV 感染者接受的抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法。HIV 感染會(huì)加速表觀遺傳衰老，而抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法似乎可以在一定程度上逆轉(zhuǎn)時(shí)鐘。這表明逆轉(zhuǎn)錄因子活性受感染及其治療的影響，從而影響 HIV 感染者的生物衰老過程。
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