文獻分享:跨哺乳類組織的通用DNA甲基化年齡

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老化常被認為是隨機細胞損傷的結果,但其實可以透過 DNA 甲基化圖譜準確估算,而這正是跨組織表觀遺傳時鐘的基礎。此研究建立了「全哺乳類時鐘」,該模型利用「哺乳類甲基化聯盟」收集的 11,754 份甲基化晶片資料,涵蓋 185 種哺乳類、59 種組織類型。這些預測模型能以極高的準確度(r > 0.96)估算哺乳類組織的年齡。此研究鑑定出一些特定的胞嘧啶位點,這些位點的甲基化水平會隨著年齡的變化而變化,而這樣的變化在許多物種中都有發生。這些位點高度集中於 polycomb repressive complex 2(PRC2)的結合區域,且 PRC2 多位於與哺乳類發育、癌症、肥胖、壽命相關基因的附近。本篇研究結果提供了新的證據:顯示老化在進化上是保守的現象,並且與所有哺乳類的發育過程緊密交織。

老化與多種細胞層級的改變相關,而這些改變往往具有組織特異性。然而,胞嘧啶甲基化(cytosine methylation)卻與眾不同,因為它能夠用來建立跨組織的老化時鐘(多變量年齡估算器),並且可應用於所有人類組織。在小鼠與其他物種中也發展出類似的跨組織時鐘,這表示老化過程中存在一個保守的共同面向。此研究使用了近期開發的哺乳類甲基化晶片,該晶片可檢測多達 36,000 個 CpG 位點的甲基化狀態,且這些位點在哺乳類中高度保守。本研究共分析了 11,754 份樣本的甲基化資料,這些資料來自於 59 種組織,而這些組織源於 185 種哺乳類,年齡範圍從嬰兒到 139 歲的弓頭鯨。

此研究存在一定局限性。由於本研究主要聚焦於高度保守的 DNA 序列,因此僅檢視大約 36,000 個 CpG 位點,然而大多數哺乳類基因組中,則存在數千萬個 CpG 位點。整體而言,研究結果表明:特定表觀遺傳老化效應在所有哺乳類物種中具有普遍性,並捕捉了多個原本被認為彼此無關的老化過程與表現。本研究預期全哺乳類表觀遺傳時鐘的可用性,將能為揭開哺乳類可調控的保守老化過程之干預措施鋪路。
 

參考文獻:

Lu, A.T., Fei, Z., Haghani, A. et al. Universal DNA methylation age across mammalian tissues. Nat Aging 3, 1144–1166 (2023).


08-22-2025 updated.