通用衰老时钟:DNA甲基化将哺乳动物的发育与寿命联系起来

编辑者: Svitlana Velhush

来自UCLA和一个国际联合体的研究人员创建了数学模型,这些模型能根据DNA甲基化水平准确评估185种哺乳动物(从小鼠到鲸)的组织年龄。这些“泛哺乳动物时钟”以高精度(r > 0,96)运行,并表明一个物种的最大寿命与其在胚胎发育时期就已形成表观遗传标记的特征相关。

这一发现恰在此时尤为重要:它提供了一种工具,用于比较不同物种的衰老过程,并在无法进行人体直接实验的模型上检验干预措施。与此同时,它使人们对于衰老是损伤随机积累这一看法产生质疑——数据指向一个与发育相关的、进化上保守的程序。

早在2013年,Steve Horvath就提出了首批人类表观遗传时钟。这项新工作依托一个由近两百名科学家采集的、涵盖348个物种的超过15千份组织样本的数据库。发表在Science和Nature Aging(2023)上的论文表明,在所有哺乳动物中,DNA特定位点的甲基化会随年龄发生可预测的变化,而与物种最大寿命相关的图谱则不同于反映个体死亡风险的图谱。

这项研究的优势在于规模和可重复性:该时钟甚至能预测长寿物种的年龄,并与人类和小鼠的死亡风险相关。弱点在于——目前尚无证据表明干预这些标记能真正延长人类寿命;关于热量限制或生长激素轴突变影响的数据是初步的,需要进一步验证。研究人员指出了专利利益:Horvath及其同事与Epigenetic Clock Development Foundation有关联,并已就甲基化阵列技术提交了申请。

想象一幅地形图:在长寿物种中,甲基化形成清晰的“山峰与山谷”,这些是在漫长的发育期中形成的;而在短寿物种中,则是一片平坦的地貌,细胞在其中快速经历成熟阶段。这一类比有助于理解为什么表观遗传时钟不仅能捕捉到实际年龄,还能捕捉到生活史策略上的进化差异。

这项工作表明,哺乳动物的衰老是发育程序的延续,而不仅仅是磨损。仍待解决的问题是:这些保守机制能在多大程度上被调节而不干扰其他过程,以及在将这些发现转化为临床实践时需要哪些伦理框架。

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来源

  • UCLA researchers lead groundbreaking studies on mammalian aging and life span

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