新的表观遗传时钟提高了年龄评估的精确度
基于血细胞DNA甲基化模式评估生物年龄的表观遗传时钟自2013年Altos Labs的Steve Horvath首次开发以来已经存在。这些时钟已被用于预测与年龄相关疾病的风险和预期寿命。随着表观遗传时钟精确度的提高,研究人员开发了一种新的方法,利用它们来评估特定细胞类型的年龄,提供了一种评估组织年龄的新方法。
正如《Aging》杂志所发表的,Teschendorff和来自中国科学院的同事们揭示了一种评估个体细胞类型生物年龄的新方法。这项新技术深入了解了哪些细胞类型老化最快,并推动了如阿尔茨海默病和肝病等与年龄相关的疾病。因此,在阿尔茨海默病患者中,称为神经胶质细胞的脑细胞老化最快,这表明这些细胞在神经退行性变中起着关键作用。此外,在肝病(如脂肪肝)中,肝细胞的老化评估显示加速老化,表明这种时钟可能比以往的方法更能揭示肝脏问题。未来使用这种技术的研究可能会带来更精确的健康评估和老化干预治疗细胞靶点的识别。
测量生物年龄的标准方法依赖于分析来自给定组织(如血液)的大量细胞类型。这可能使高精度的年龄估计变得困难,因为随着年龄的增长,某些细胞类型在所有组织中的丰度增加,而其他细胞类型减少。此外,使用当前方法一次性分析给定组织中的大量细胞类型,几乎不可能理解特定细胞类型的老化过程以及每种细胞类型如何对老化做出贡献。
在某些与年龄相关的疾病中,特定细胞类型老化更快
使用他们新的细胞类型分辨率的表观遗传时钟,Teschendorff和同事们评估了人脑细胞的DNA样本。基于先进的计算机模型,他们的技术测量了健康个体和阿尔茨海默病患者样本中DNA甲基化的变化。该技术的总体目标是了解特定细胞类型的老化如何可能导致阿尔茨海默病。
有趣的是,这些中国研究人员发现,某些脑细胞——特别是神经胶质细胞——在阿尔茨海默病患者中老化更快。这一发现表明,某些细胞类型的老化在神经退行性变中起着关键作用。
同样,Teschendorff和同事们分析了健康个体和患有肝病(如脂肪肝和肥胖)个体的肝细胞DNA样本。肝细胞的时钟显示,患有肝病的患者老化加速,这表明这种新技术可能作为一种更精确的工具来检测肝功能障碍。
开发细胞类型分辨率的衰老时钟引领衰老研究的精确性
该研究的局限性包括对特定细胞类型(除血细胞外)的表观遗传时钟分析需要进行活检。即便如此,从活人身上分离脑细胞进行脑活检的成本可能从8,000美元到50,000美元不等。此外,对于想要进行肝活检以确定其肝细胞是否加速老化的人来说,这种手术的成本可能从1,500美元到300,000美元不等。因此,如此高的成本使得定期对脑细胞和肝细胞等细胞类型进行表观遗传时钟分析几乎是不可能的。
因此,对于大多数希望了解某些器官是否显示加速老化的老年人来说,表观遗传时钟的细胞类型分辨率可能是无法实现的。另一方面,这种新技术可能应用于使用尸体或昂贵活检的项目,这些项目旨在确定老化干预治疗是否有效。
总的来说,对这种新的基于细胞类型分辨率的衰老时钟的研究强调了衰老研究中对更精确性的迫切需求。由于某些细胞类型在衰老过程中丰度波动,测量特定细胞类型的衰老可以更准确地评估哪些细胞对衰老有贡献。此外,由于某些类型的细胞可能在年龄相关疾病中老化得更快,使用细胞类型分辨率测量衰老可能有助于揭示这些疾病的发展过程。未来使用细胞类型分辨率的衰老研究也可能有助于确定哪些化合物针对特定细胞以延缓、预防和/或缓解某些年龄相关疾病。
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