哥伦比亚大学梅尔曼公共卫生学院刚刚发布的一项研究报告称,血液dna甲基化测量对同一年出生的个体的生物衰老速度变化很敏感。这个工具——DunedinPoAm——为干预试验和自然实验研究提供了一种独特的测量方法,研究如何通过行为或药物治疗或环境变化来改变衰老的速度。该研究结果发表在该杂志的网络版上eLife。
哥伦比亚邮差学院流行病学助理教授、哥伦比亚老龄化中心研究员丹尼尔·贝尔斯基博士说:“我们研究的目的是在12年的时间里,对18种不同的临床测试进行跟踪,将生物衰老率的测量结果提炼成一种血液测试,这种测试可以在一个单一的时间点进行。”
根据新的测量方法,中年成年人衰老得更快,身体和认知功能下降得更快,在面部照片中看起来更老。该工具测量的衰老速度更快的老年人患慢性病和死亡的风险更高。在其他分析中,研究人员表明,DunedinPoAm捕捉到了新的信息,这些信息不是由被称为表观遗传时钟的生物衰老测量方法测量的,DunedinPoAm测量的有童年贫困和受害者历史的18岁青少年的衰老速度更快,DunedinPoAm的预测在随机试验中被热量限制干预打乱了。
在2015年的一篇论文中,贝尔斯基和杜克大学的同事们(他们也参与了这项研究)追踪了954名达尼丁研究出生队列成员的一系列临床测试,当时参与者分别为26岁、32岁和38岁,以测量他们的衰老速度(PNAS论文)。早期研究的一个惊人发现是,在尚未患慢性病的年轻人中,生物衰老的速度已经有很大的变化。但研究人员在早期研究中开发的测量方法,称为“衰老的速度”,需要长时间的随访和深入的临床评估。贝尔斯基说:“对于需要在几年内测试新药或生活方式干预的影响的研究来说,这不是很有用。”
在他们的新研究中,研究人员旨在开发一种血液测试,可以在随机对照试验的开始和结束时进行,以确定治疗是否减缓了参与者的衰老速度。减缓衰老的速度是医学研究的一个新兴前沿,是预防多种慢性疾病的新方法。
作者的分析集中在从白细胞中提取的DNA样本上。他们分析了DNA上被称为甲基化标记的化学标签。DNA甲基化是一种表观遗传过程,可以改变基因的表达方式。随着年龄的增长,DNA甲基化标记会发生变化,一些标记会增加,另一些则会消失。贝尔斯基解释说:“我们的分析重点是白细胞中的DNA甲基化,因为这些分子标记相对容易测量,并且在之前的衰老研究中显示出很大的希望。”
该研究包括对新西兰达尼丁研究、英国理解社会和电子风险研究、美国规范老龄化研究和CALERIE随机试验数据的分析。
以前的研究试图通过分析不同实际年龄的人之间的DNA甲基化差异来测量衰老。贝尔斯基指出,这种方法的一个局限性是,不同年份出生的个体在不同的历史条件下长大,有可能更多地接触儿童疾病、烟草烟雾、空气中的铅,较少接触抗生素和其他药物,以及较低质量的营养,所有这些都会影响DNA甲基化。另一种方法是研究同年出生的个体,并找到甲基化模式,区分那些在生物学上比同龄同龄人衰老得更快或更慢的人。”
作者使用了一种称为“弹性网回归”的机器学习技术,筛选了超过40万个不同的DNA甲基化标记的数据,以找到与衰老速度测量中捕获的生理变化相关的标记。最后,分析确定了一组46个甲基化标记,它们一起测量了衰老的速度。这46个标记根据一种算法组合在一起,研究人员将其命名为“DunedinPoAm”,即Dunedin (P)ace (o)f (A)ging in (m)乙基化。一般人的DunedinPoAm值为1,这表明按时间顺序每年生物衰老1年。在达尼丁研究的参与者中,数值范围从略高于0.6(表明老龄化速度比正常值慢近40%)到近1.4(表明老龄化速度比正常值快40%)。
故事来源:
材料所提供的哥伦比亚大学梅尔曼公共卫生学院。注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。
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