大型表观遗传图谱绘制迄今最全面图景

一项针对17种人体组织整个成年期表观遗传变化的荟萃分析，提供了迄今最全面的衰老如何改变人类基因的图景。这项研究近日公布于预印本平台Research Square。

衰老对人体产生的影响有时与基因活性的变化有关。DNA甲基化的表观遗传过程，即甲基基因的添加或移除会随着年龄增长变得不再精确，由此造成的基因表达的变化与器官功能衰退和疾病易感性增加有关。

这项研究评估了人体组织样本的DNA甲基化模式，发现某些组织似乎比其他组织衰老得更快。例如，相比子宫颈或皮肤，视网膜和胃部积累了更多与衰老相关的DNA甲基化变化。研究还发现了在不同器官中普遍存在的衰老表观遗传标记。这一表观遗传图谱可能有助于科学家研究DNA甲基化与衰老的联系，并帮助确定抗衰老治疗的分子靶点。

英国伯明翰大学的Joao Pedro Magalhaes认为，这是理解衰老的一个“绝佳资源”。“这项跨器官甲基化数据的荟萃分析提供了迄今最大的资源，我相信它对研究人员颇有价值。”

为厘清甲基化与衰老的关系，论文第一兼通讯作者、澳大利亚蒙纳士大学的Nir Eynon及同事对1.5万多个人体组织样本进行了荟萃分析，描绘了DNA中90万个潜在位点的甲基化变化，并创建了一个开放获取图谱。

“我们的样本来自18岁到100岁的人群。”Eynon说，“因此我们可以观察表观遗传标记及其在整个人类生命周期中的变化。”

总体而言，研究人员发现不同组织间的平均甲基化程度差异很大。论文作者之一、蒙纳士大学的Macsue Jacques表示，几乎所有组织的DNA甲基化都会随着衰老而增加，但骨骼肌和肺是个例外。“它们更多地表现出随年龄增长的甲基化减少。”

研究人员还发现，不同器官具有不同的DNA甲基化衰老模式。Jacques指出：“每种组织发生的变化都不同。”

除了测试组织间的差异，研究人员还筛选了每种组织基因组中的单个基因位点。Jacques表示：“我们想找到一个适用于所有组织类型的共性衰老机制。”

Jacques认为，该图谱是一种可以加速发现全身及各组织核心衰老分子机制的资源。她希望这可以成为一个促进抗衰老疗法探索的工具，因为它提出了一个诱人的想法，即不再单独治疗心血管疾病等衰老相关疾病，而是将衰老作为一个整体进行治疗。

德国莱布尼兹衰老研究所的Holger Bierhoff表示，一直以来，研究表观遗传时钟的一大难题是“什么导致了衰老”。“这项研究探讨了甲基化的功能相关性，而不只是将其作为衰老的计时器。”

Bierhoff同时指出，尽管这项研究规模很大，但仍然只是人类基因组约3000万个表观遗传位点中的一小部分，因此可能无法呈现与年龄相关的DNA甲基化全貌。Eynon承认这一点，但他表示，图谱中的数据仍有助于识别衰老背后的机制并揭示延缓衰老的方法。

相关论文信息：https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-7184037/v1