你知道吗？通过基因表达可精确测量生物年龄

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作者：Reduction
导读：科隆大学的研究人员新开发了一种“衰老时钟”，可以直接从生物体的基因表达转录组中读取其生物年龄，研究结果发表在了《Aging Cell》杂志上。
衰老是多种疾病、器官功能下降和生理完整性进行性丧失的驱动因素，是影响人类健康的主要危险因素之一。计算生物年龄对于鉴定衰老基因、评估环境、营养或治疗对衰老过程的影响非常重要。我们的细胞有可能比我们的实际年龄老化得更快或更慢，我们没办法像数生日蜡烛数量那么简单的计算生物年龄，需要根据不同的生物标记物来衡量。
因此，研究生物体老化的生物标志物，对于识别影响衰老过程的遗传和环境因素，加快潜在衰老恢复疗法的研究非常重要。

之前已经有各种各样的研究，试图找到衰老的生物标志物并预测个体的年龄，从蛋白质组学、转录组学、微生物组、脆弱指数评估到神经影像学和DNA甲基化。其中，最常见的预测因子（“衰老时钟”）是基于DNA甲基化。甲基化标记可以根据年龄依赖性的体细胞表观遗传学改变，来估计生物学年龄。然而，在一些不存在DNA甲基化的生物体内，尚不清楚表观遗传时钟是否存在，以及如何影响基因表达；基于转录组的“衰老时钟”研究，在数据上存在巨大差异，并且准确性相对较低。科隆大学的研究人员新开发了一种“衰老时钟”，可以直接从生物体的基因表达转录组中读取其生物年龄。研究结果发表在了《Aging Cell》杂志上，题为：“BiT age: A transcriptome‐based aging clock near the theoretical limit of accuracy”。
研究人员针对秀丽隐杆线虫模型，建立了一个可以预测其生物学年龄的转录组“衰老时钟”，基于高通量基因表达数据，预测达到前所未有的准确性。他们结合时间重新缩放方法，以使不同寿命的样本具有可比性；并结合新颖的二值化方法，克服了目前对生物年龄预测的局限性。

生物年龄预测
这种使用秀丽隐杆线虫模型开发新的衰老生物标记物-二值化的转录组衰老（BiT年龄）时钟，考虑了DNA表达以制造细胞蛋白质的基因组。使用线虫转录组的时间缩放和二值化来定义一个基因组，而该基因组能以接近理论极限的准确度，预测生物学年龄。

短寿命和长寿命突变体的生物年龄预测
此外，该模型首次对各种影响寿命的因素进行了准确预测。例如，胰岛素样信号传导，miRNA调控失调，表观遗传标记的影响，翻译效率，饮食限制，热应激，病原体暴露，饮食药物的剂量依赖性效应等。

各种治疗方法和压力源的生物年龄预测
此外，研究结果表明，先天免疫系统和神经元信号对于预测准确性至关重要，因此他们在衰老过程中也可能起重要作用。

预测基因的功能分析
研究中，576个基因的二值化表达足以预测秀丽隐杆线虫的生物学年龄，且不受潜在遗传学或环境的影响，其准确度接近理论极限。此模型可以准确预测各种菌株、治疗方法和条件对寿命的影响，所涉及特定转录因子以及先天免疫和神经元信号传导在衰老过程调节中的作用；也可以高精度地应用于人类年龄预测。
因此，BiT年龄时钟可以在衰老过程中的遗传、营养、环境和治疗干预中找到广泛的应用。
参考资料：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/acel.13320
原标题：《【新研究】你知道吗？通过基因表达可精确测量生物年龄》
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