打开

准确衡量衰老程度,哈佛科学家开发新方法可精确到每个细胞

subtitle
学术经纬

2022-01-13 07:26

关注

▎药明康德内容团队编辑

衰老的速度因人而异 。由于遗传因素和生活方式的差异,人们的“生理年龄”与按照出生时间来算的实际年龄并不一定相同,有些人比实际年龄更年轻,有些则显得更老。衰老速度的这种差异不仅体现在外貌、体力或是疾病的患病风险上,细胞内的DNA上也有相应的差异。

打开网易新闻 查看更多图片

图片来源:123RF

科学家们发现,一种准确衡量衰老程度的方法是测量细胞的DNA表观遗传改变。在很多哺乳动物身上都发现,基因组中有一些被称为CpG位点的特殊序列,其中的核苷酸胞嘧啶(C)可以发生甲基化,并且这种甲基化状态会随着年龄的增长而变化。

根据与年龄相关的DNA甲基化变化,研究人员建立出了人类以及多种哺乳动物的“表观遗传时钟”,这套生物钟与衰老相关的疾病发生和死亡率有很强的相关性。借助这种生物钟,研究人员正在探索长寿人群或长寿动物的基因特征,或是测试各种抗衰老药物是否起效、如何起效,等等。

图片来源:123RF

不过在先前测量表观遗传年龄的工作中,研究人员通常分析的是各个器官组织的DNA甲基化水平,也就是这些组织样品中甲基化模式的平均值。

而在一项近期发表于《自然-衰老》(Nature Aging)期刊的论文中,哈佛医学院附属布莱根妇女医院(Brigham and Women's Hospital)的研究人员介绍了一种新的技术,在确定DNA甲基化年龄时可以精确到单个细胞

“我们在这篇论文中提出了一个框架来分析单细胞水平的表观遗传年龄,在此过程中,发现这种技术可以在老化、再生和新兴单细胞技术的领域有令人兴奋的应用。”这项研究的通讯作者Vadim N. Gladyshev教授介绍。

这套技术称为scAge,是一种能够以单细胞分辨率进行表观遗传年龄分析的统计程序,不仅可以概括组织的实际年龄,还同时揭示了细胞与细胞之间的差异。

研究人员在小鼠身上验证了他们的方法。通过scAge,研究人员可以准确跟踪肝细胞的老化过程,肌肉干细胞中的表观遗传衰老,还能够在单细胞水平上揭示早期胚胎发育过程中干细胞的变化。

这些表观遗传生物钟不仅直观显示出生物体内不同细胞系发生的年龄变化,也让研究人员未来有机会以单细胞的分辨率探索表观遗传老化,这对于由不同细胞组成的异质组织来说将发挥重要作用。Gladyshev教授说:“用这种scAge单细胞方法可以充分发挥临床应用,用于分析哺乳动物异质组织中的体细胞、生殖细胞和癌细胞。”

参考资料:

[1] Alexandre Trapp et al., (2022) Profiling epigenetic age in single cells. Nature Aging. Doi: https://doi.org/10.1038/s43587-021-00134-3

[2] K. Lenhard Rudolph (2022)DNA-methylation aging at single-cell level. Nature Aging. Doi: https://doi.org/10.1038/s43587-021-00154-z

[3] Epigenetic aging clock predicts the biological age of individual cells. Retrieved Jan. 10, 2022, from https://www.eurekalert.org/news-releases/939458

免责声明:药明康德内容团队专注介绍全球生物医药健康研究进展。本文仅作信息交流之目的,文中观点不代表药明康德立场,亦不代表药明康德支持或反对文中观点。本文也不是治疗方案推荐。如需获得治疗方案指导,请前往正规医院就诊。

特别声明:本文为网易自媒体平台“网易号”作者上传并发布,仅代表该作者观点。网易仅提供信息发布平台。
打开网易新闻,阅读体验更佳
15赞
大家都在看打开应用 查看全部
网易热搜每30分钟更新
打开应用 查看全部
打开