预测生物年龄的“表观遗传时钟”,用于研究如何延长寿命
很多因素都能影响有机体的衰老速度:饮食、遗传和环境干预都能影响寿命。但为了了解每个因素如何影响衰老——以及哪些因素可能有助于减缓衰老进程——研究人员需要一种精确的生物标记物,一种区分实际年龄和生理年龄的时钟。
传统的时钟可以测量时间和年龄的流逝,但所谓的表观遗传时钟可以测量生理年龄.反映人类衰老速度的表观遗传时钟已经存在,但为了在实验室中测量和测试干预措施的效果,BWH的研究人员开发了一种用于小鼠研究的年龄预测时钟。这种新的时钟准确地预测了小鼠的生物学年龄以及遗传和饮食因素的影响,为科学界更好地理解衰老和测试新的干预措施提供了新的工具。
他们的研究结果发表在本周的细胞代谢.
为了开发他们的“生物钟”,研究人员从141只老鼠身上采集了血液样本,并从200万个位点中,从甲基组中确定了90个可以预测生物年龄的位点。(甲基组指的是基因组中发生甲基化化学变化的所有位点,甲基化改变了DNA信息的读取方式和时间。)然后,研究小组测试了已知增加的干预措施的效果寿命并延缓衰老,包括限制卡路里和基因敲除。他们还用时钟来测量诱导的生物年龄多能干细胞(iPSCs),类似于年轻的血液。
研究小组希望他们的技术对那些在实验室研究新的衰老干预措施的研究人员有用。目前,研究老鼠的寿命并确定单一药物的有效性可能需要数年时间和数十万美元干预.尽管对整个甲基组进行测序是一个不小的壮举,但新的时钟可以使研究进行得更快,规模更大。
“这是一种新的、急需的工具,用于研究饮食、环境、基因操作等方面的变化如何影响健康和寿命,”BWH遗传学部门的通讯作者Vadim Gladyshev博士说。“我们的希望是,研究人员将能够利用这种衰老的生物标志物来找到新的干预措施,可以延长寿命,检查支持年轻化的条件,并研究衰老和寿命控制的生物学。”
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