教授张康新成果，甲基化暴露你的年龄

　　

生物通报道：从生物学来说时光对不同人有着不同的待遇，例如女性比男性寿命长，而有些人看起来比实际年龄更年轻，此外疾病也会影响衰老过程。

加州大学圣迭戈分校医学院的研究人员发表了一项新研究，他们通过甲基化指标在基因和分子水平上对衰老进行了定量，这项研究不仅能确定一个人的生物学年龄，更有望帮助人们治疗时间流逝带来的疾病。该文章于十一月二十一日发表在Cell旗下的Molecular Cell杂志上。

“我们都知道不同人衰老的速度不同，”加州大学圣迭戈分校基因组医学研究所所长张康教授说。“有些人已经七十多了看起来还像五十多似的，也有人才五十多但看起来似乎已步入古稀之年。”

不过，要选择适当指标对个体衰老的真实速度进行精确定量并不容易。人们曾经选择了端粒，端粒是染色体末端的重复核苷酸序列，会随着年龄增长而缩短，但后来有研究显示压力等其他环境因素也会对端粒产生影响。

在这项研究中研究人员选择的是DNA甲基化水平，胞嘧啶上的甲基化控制着基因的活性和表达，这一过程贯穿我们一生。研究人员研究了656人的血液样本，年龄从19岁至101岁，检测了基因组中超过485,000个甲基化标志。

张康教授随后用另一组样本（几百份血液）进行了验证，指出“这是预测年龄的有效方式”。甲基化组是指人体内整个基因组中的全部甲基化修饰。这项研究显示，甲基化组随年龄增长而发生的改变是可以预测的，这也使人们能够仅通过血样确定个体的实际生物学年龄。

加州大学科学家还强调，该研究是通过甲基化组准确预测年龄，而非几个关键基因。在基因组层面上，甲基化状态随着时间推移而衰退。年轻人身体和细胞中的甲基化位点与其他人明显不同，组织结构更清晰。但随着人逐渐衰老，甲基化位点变得模糊起来，边界越来越不清晰。

不过上述模糊化的速度在不同人体内并不相同。从甲基化组的分子水平上看，不同人的衰老速度明显不同，而且不同器官的老化速度也不相同，此外癌细胞的老化也与周围细胞不同。研究人者们认为这一发现具有广泛的应用价值，举例来说可以用于法医鉴定，根据血液或组织样本确定年龄。

更重要的是，甲基化组还能够显示不同个体衰老的快慢程度，而这类信息具有重要的医学价值。例如可以持续对患者进行评估，看治疗是否使患者更健康更“年轻”；也可以筛选能在组织或细胞水平上延缓衰老的药物分子。

科学家们还指出，评估个体的甲基化水平将有助于进行预防性治疗，并督促人们及时转变生活方式以延缓分子老化。下一步，研究人员将尝试通过甲基化水平预测特定疾病，并深入分析甲基化诊断是否比现有临床/生理学指标更有优势，他们对研究结果表示乐观。

张康教授简介：

美国加州大学圣地亚哥分校人类基因组医学研究所所长，希利眼科中心（Shiley Eye Center）眼科学、人类遗传学教授。他的研究领域包括寻找新的黄斑变性，糖尿病视网膜病变和遗传性视网膜疾病致病基因和治疗方法。曾在许多著名杂志发表重要文章，其中关于HTRA1基因是黄斑变性的主要易感基因的文章被Science杂志评为2006年世界科学十大进展之一。

 

（生物通编辑：叶予）

生物通推荐原文摘要：

Genome-wide Methylation Profiles Reveal Quantitative Views of Human Aging Rates

The ability to measure human aging from molecular profiles has practical implications in many fields, including disease prevention and treatment, forensics, and extension of life. Although chronological age has been linked to changes in DNA methylation, the methylome has not yet been used to measure and compare human aging rates. Here, we build a quantitative model of aging using measurements at more than 450,000 CpG markers from the whole blood of 656 human individuals, aged 19 to 101. This model measures the rate at which an individual's methylome ages, which we show is impacted by gender and genetic variants. We also show that differences in aging rates help explain epigenetic drift and are reflected in the transcriptome. Moreover, we show how our aging model is upheld in other human tissues and reveals an advanced aging rate in tumor tissue. Our model highlights specific components of the aging process and provides a quantitative readout for studying the role of methylation in age-related disease.

 

（文章链接：http://www.cell.com/molecular-cell/abstract/S1097-2765(12)00893-3；http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1097276512008933）