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高脂饮食加速衰老:表观遗传角度的解读

2020-08-19 13:52:45来源:梅斯医学

  DNA甲基化(DNAm)是由遗传和环境因素形成的,并受衰老的调节。基于DNA甲基化(DNAm)的 "表观遗传时钟 "已成为一种被广泛使用的衰老生物标志物,其准确性和实用性超过了端粒长度的测定。其通常被称为DNAm年龄(DNAmAge),是基于CpG的生物年龄估计器,适用于人类和小鼠。

  所有这些时钟都有一个共同的特点--它们依赖于预先选择的CpGs子集的甲基化状态,这些子集被分配了各自的权重,并被集体用于估计年龄。

  现有的一个关键的问题是:这些DNAmAge时钟检测的变化是否纯粹是时间的函数,并完全和年龄相关?或者,它们是否提供了一种生物衰老的内在速度的测量方法,可以与健康、健身和预期寿命相关?

  人类流行病学研究的证据表明,部分DNAmAge时钟检测方式在预测预期寿命方面表现良好,相对于年代年龄而言,较年轻的DNAmAge意味着生物衰老的速度减慢,并与疾病风险降低和寿命延长有关。

  最近,研究人员在AGING CELL上发表了一项研究,报导了表观遗传老化、体重(BW)和寿命之间的相互关系。研究人员发现,在来自BXD家族的12个同源品系的小鼠,在寿命上表现出超过2倍的区别。

  研究人员在70份肝脏标本中检测了全基因组DNA甲基化水平,这些标本主要来自6-25月龄的雌性小鼠,这些小鼠维持在正常的饲料或高脂饮食(HFD)上。

  基于DNA甲基化数据,研究人员定义了与年龄、年轻时的体重,以及与饮食相关的寿命关联的CpG区域子集。

  研究人员发现,这些与年龄相关的差异甲基化CpG区域(age-DMRs)具有明显的基因组特征,DNA甲基化随时间的增长发生在诸如启动子和外显子等具有高CpG密度和低平均甲基化的位点。与体重相关的CpG区域在内含子中富集,在体重较高的小鼠中往往具有较低的甲基化,并与基因表达成反比(即体重较高的小鼠中mRNA水平较高)。

  体重和高脂饮食对寿命的影响

  与寿命相关的CpG区域与参与寿命调控的基因有关,包括端粒酶逆转录酶基因Tert,该基因在长寿品系中既有较低的甲基化,又有较高的表达。

  年龄-DMRs定义的表观遗传时钟显示,寿命较短品系的小鼠具有加速衰老的特征。较高的体重和高脂饮食都与加速的表观遗传学衰老有关。

  因此,该结果突出了更大的体重的年龄加速效应。此外,研究人员证明,从年龄-DMRs中得出的表观遗传老化的测量方法可以预测基因型和饮食引起的雌性BXD成员之间的寿命差异。

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