Эпигенетические часы

редактировать

Эпигенетические часы - это биохимический тест, который можно использовать для измерения возраста. Тест основан на уровнях метилирования ДНК.

Содержание
  • 1 История
  • 2 Связь с причиной биологического старения
    • 2.1 Теория эпигенетических часов старения
  • 3 Мотивация биологических часов
  • 4 Свойства часов Хорватии
    • 4.1 Статистические данные подход
    • 4.2 Точность
    • 4.3 Сравнение с другими биологическими часами
  • 5 Применение часов Хорватса
    • 5.1 Генетические исследования эпигенетического ускорения возраста
    • 5.2 Факторы образа жизни
    • 5.3 Ожирение и метаболический синдром
    • 5.4 Ткань женской груди старше ожидаемого
    • 5.5 Рак женской груди
    • 5.6 Раковая ткань
    • 5.7 Трисомия 21 (синдром Дауна)
    • 5.8 Невропатология, связанная с болезнью Альцгеймера
    • 5.9 Мозжечок стареет медленно
    • 5.10 Болезнь Хантингтона
    • 5.11 Долгожители стареют медленно
    • 5.12 ВИЧ-инфекция
    • 5.13 Болезнь Паркинсона
    • 5.14 Расстройство развития: синдром X
    • 5.15 Менопауза ускоряет эпигенетическое старение
    • 5.16 Сравнение клеточного старения с эпигенетическим старением
    • 5.17 Влияние пола и расы / этнические принадлежности
    • 5.18 Эффект омоложения трансплантации стволовых клеток в крови
    • 5.19 Прогерия
  • 6 Биологический механизм за эпигенетическими часами
    • 6.1 Возможное объяснение 1: Эпигеномная система поддержания
    • 6.2 Возможное объяснение 2 : Не восстановленные повреждения ДНК
  • 7 Другие оценки на уровнях метилирования ДНК
    • 7.1 Другие виды
  • 8 Ссылки
  • 9 Дополнительная литература
История

Сильное влияние возраста на уровни метилирования ДНК было с конца 1960-х годов известно. В обширной литературе набор наборов CpG, уровни метилирования ДНК, которые коррелируют с возрастом, например Первое описание эпигенетических часов было представлено Мюнхенским техническим университетом лабораторией эпигенетики Акселя Шумахера в 2009 году, который используется дифференциально метилированных локусов местное преподавание старения и начала заболевания на моделях старе мышей.. Первая убедительная демонстрация уровня, что уровни метилирования ДНК могут генерировать предикторы возраста со средней точностью 5,2 года, опубликована команда UCLA, включая Свена Бокландта, Стива Хорватии и Эрик Вилен в 2011 году (Bocklandt et al. 2011). Лаборатории Трея Идекера и Кан Чжана из Калифорнийского университета в Сан-Диего опубликовали эпигенетические часы Hannum (Hannum 2013), которые состояли из 71 маркера, который точно оценить возраст на основе уровней метилирования крови. Были разработаны первые мульти-тканевые эпигенетические часы, эпигенетические часы Хорватии, Стивом Хорватом, профессором генетики человека и биостатистики в UCLA (Хорватия, 2013). Хорватия потратил более 4 лет на сбор общедоступных данных о метилировании ДНК Illumina и определение подходящих статистических методов. Личная история открытия была опубликована в Nature. Оценщик возраста разработан с использованием 8000 образцов из 82 массивов данных метилирования ДНК Illumina, охват 51 здоровую ткань и тип клеток. Хорватия заключается в их широкой применимости: один и тот же набор из 353 CpG и тот же алгоритм прогнозирования независимо от источника ДНК в организме, то есть не требует каких-либо корректировок или смещений. Это свойство позволяет сравнивать различных участков человеческого тела, используя один возраст и те же часы старения.

Связь с причиной биологического старения

Пока не известно, что именно измеряется возрастом метилирования ДНК. Хорватия предположение, что метилирования ДНК измеряет совокупный эффект эпигенетической системы поддержания, но подробности неизвестны. Тот факт, что метилирования ДНК в крови предсказывает смерть от всех причин в более позднем возрасте, был использован для доказательства того, что это связано с вызывающим старение. Однако, если конкретный CpG играет прямую роль в процессе старения, создаваемая им смертность снижает вероятность его наблюдения у пожилых людей, что снижает вероятность того, что сайт будет выбран в качестве предиктора; Таким образом, 353-часовой CpG, вероятно, не имеет причинно-следственного действия. Скорее, эпигенетические часы фиксируют эмерджентное свойство эпигенома.

Эпигенетическая теория часов старения

В 2010 году была предложена новая объединяющая модель старения и сложных заболеваний, включающая классические теории старения и эпигенетику. Хорватия и Радж расширили эту теорию, предлагая эпигенетическую теорию старения, основанную на следующих принципах:

  • Биологическое старение как непреднамеренное следствие программ развития и поддерживающих программ, молекулярные следы которых приводят к оценкам метилирования ДНК.
  • точные механизмы, связывающие врожденные молекулярные процессы (лежащий в основе возраст ДНК) со снижением функций ткани, вероятно, связаны как с внутриклеточными изменениями (ведущими к потере клеточной идентичности), так и с тонкими изменениями клеточного состава, например, полностью функционирующих соматических стволовых клеток. 58>
  • На молекулярном уровне ДНК - это проксимальное считывание врожденных процессов старения, которые вступают в сговор с другими первопричинами старения в ущерб тканям. е.
Мотивация для биологических часов

В целом ожидается, что биологические часы старения и биомаркеры старения найдут множество применений в биологических исследованиях, поскольку возраст является фундаментальной характеристикой большинства организмов. Точные измерения биологического возраста (часы биологического старения ) могут быть для

В целом ожидается, что биологические часы будут полезны для изучения причин старения и того, что можно сделать против него. Однако они могут фиксировать только эффекты вмешательства, которые влияют на скорость будущего старения, то есть наклон кривой Гомпертца, по которой они увеличивают с возрастом, а не вмешательства, которые являются в один момент времени., например для снижения смертности во всех возрастных группах, то есть на пересечение кривой Гомпертца.

Свойства часов Хорватса

Часы как надежные методы оценки возраста, основанный на 353 эпигенетических маркеры на ДНК. Маркеры 353 измеряют метилирование ДНК динуклеотидов CpG. Расчетный возраст («прогнозируемый возраст» в математическом использовании), также называемый возрастом метилирования ДНК, имеет следующие свойства: во-первых, он близок к нулю для эмбриональных и индуцированных плюрипотентных стволовых клеток ; во-втором, он коррелирует с ячейкой номером пассажа ; в-третьих, это дает начало очень наследуемой мере ускорения старения; и, в-четвертых, он применим к тканям шимпанзе (используются в качестве человеческих аналогов для целей биологических испытаний). Рост организма (и сопутствующее деление клеток) приводит к высокой скорости тикания эпигенетических часов, которая замедляется до скорости (линейная зависимость) после достижения постоянной зрелости (возраст 20 лет). Тот факт, что метилирования ДНК в крови предсказывает возраст смертность от всех причин в более позднем возрасте даже после поправки на известные факторы риска, совместим с множеством причинно-следственных связей, например общая причина для обоих. Точно так же маркеры физической и умственной подготовки связаны с эпигенетическими часами (более низкие способности связаны с ускорением возраста). Он систематически занижает возраст пожилых людей.

Основные особенности эпигенетических часов Хорватии включают их применимость к широкому спектру тканей и типов клеток. Так как он позволяет сравнивать разные ткани одного и того же возраста, его можно использовать для идентификации тканей, которые демонстрируют признаки ускоренного старения из-за болезни.

Статистический подход

Основной подход заключается в формировании средневзвешенного значения CpG за 353 часов, которое затем преобразуется в возраст ДНК с использованием функции калибровки. Функция калибровки показывает, что эпигенетические часы имеют высокую скорость тикания до зрелого возраста, после чего они замедляются до постоянной скорости. Используя наборы обучающих данных, Хорватия использует модель регрессии со штрафами (Упругая сетевая регуляризация ) для регрессии откалиброванной версии хронологического возраста на 21 369 CpG-зондах, которые присутствовали как на платформе Illumina 450K, так и на 27K и имели меньше 10 недостающих значений. Возраст ДНКм определяется как предполагаемый («прогнозируемый») возраст. Предиктор эластичной сети автоматически выбрал 353 CpG. 193 из 353 CpG положительно коррелируют с возрастом, а оставшиеся 160 CpG коррелируют с возрастом. Программное обеспечение R и свободно доступный веб-инструмент можно найти на следующей веб-странице.

Точность

Средняя ошибка оценочного возраста составляет 3,6 года для широкого типов тканей и типов. хотя это увеличивается у пожилых людей. Эпигенетические часы хорошо работают в гетерогенных тканях (например, цельная кровь, мононуклеарные клетки периферической крови, образцы мозжечка, затылочная кора, буккальный эпителий, толстая кишка, жировая ткань, почки, печень, легкие, слюна, шейка матки, эпидермис, мышцы), а также в отдельных типах клеток, таких как T-клетки CD4, моноциты CD14, глиальные клетки, нейроны, иммортализованные B-клетки, мезенхимальные стромальные клетки. Однако точность в некоторой степени зависит от источника ДНК.

Сравнение с другими биологическими часами

Эпигенетические часы приводят к предсказанию хронологического возраста, которое коэффициент корреляции Пирсона r = 0,96 с хронологическим возрастом (рис. 2 в). Таким образом, возрастная корреляция близка к максимально возможному значению корреляции, равному 1. Другие биологические часы основаны на а) длине теломер, б) уровни экспрессии p16INK4a (также известный как локус INK4a / ARF) и в) микросателлитные мутации. Корреляция между хронологическим возрастом и длиной теломер составляет r = -0,51 у женщин и r = -0,55 у мужчин. Корреляция между хронологическим возрастом и уровнем экспрессии p16INK4a в Т-клетках составляет r = 0,56. Уровни экспрессии p16INK4a принадлежащий только к возрасту в Т-клетках, типе белые кровяные клетки. Микросателлитные часы измеряют не хронологический возраст, возраст с точки зрения прошедших клеточных делений в ткани.

Применение часов Хорватии

Сопоставляя возраст метилирования ДНК (предполагаемый возраст) с хронологическим возрастом, можно определить ускорения возраста. Возрастное ускорение можно определить как разницу между возрастом метилирования ДНК и хронологическим возрастом. В качестве альтернативы его можно определить как остаток, полученный в результате регрессии возраста ДНК по хронологическому возрасту. Последняя мера привлекательна тем, что не коррелирует с хронологическим возрастом. Положительное / отрицательное значение ускорения эпигенетического возраста предполагает, что основная ткань стареет быстрее / медленнее, чем ожидалось.

Генетические исследования эпигенетического возрастного ускорения

Наследуемость в широком смысле (определенная с помощью формулы Фальконера ) возрастного ускорения крови у пожилых людей составляет около 40%, но, похоже, быть намного выше у новорожденных. Точно так же возрастное ускорение мозговой ткани (префронтальной коры) было обнаружено у пожилых людей на 41%. Полногеномные исследования ассоциации (GWAS) ускорения эпигенетического возраста в посмертных образцах мозга идентифицировали несколько SNP на уровне значимости в масштабе всего генома. GWAS ускорения возраста в крови идентифицировал несколько значимых для всего генома генетических локусов, включая локус гена обратного транскриптазы теломеразы (TERT ). Генетические варианты, связанные с большей длиной теломер лейкоцитов в гене TERT, парадоксальным образом вызывает более высокое эпигенетическое ускорение в крови.

Факторы образа жизни

Общие факторы образа жизни имеют лишь слабое влияние на эпигенетическое ускорение возраста в крови. Тем не менее, перекрестные исследования темпов внешнего эпигенетического старения в крови подтверждают общепринятую точку зрения относительно благоприятного образования, диеты с высоким содержанием растений с постным мясом, умеренного потребления алкоголя, физических активности и рисков, связанных с метаболическим синдромом.

Ожирение и метаболический синдром

Эпигенетические часы использовали для изучения взаимосвязи между высоким индексом массы тела (ИМТ) и возрастом метилирования ДНК в крови, печени, мышцах и жировой ткани человека. Значительная корреляция (r = 0,42) между ИМТ и ускорением эпигенетического возраста может наблюдаться для печени. Намного больший размер выборки (n = 4200 образцов крови) выявил слабую, но статистически значимую корреляцию (r = 0,09) между ИМТ и внутренним возрастным ускорением крови. В том же большом исследовании было обнаружено, что различные биомаркеры метаболического синдрома (уровни глюкозы, инсулина, триглицеридов, С-реактивный белок, соотношение талии и бедер ) были связаны с эпигенетическим возрастом. ускорение в крови. И наоборот, высокие уровни хорошего холестерина ЛПВП были связаны с более низкой скоростью эпигенетического старения крови.

Ткань женской груди старше, чем ожидалось

Возраст ДНК выше, чем хронологический возраст ткани женской груди, прилегающей к ткани рака груди. Нормальная ткань, которая прилегает к другим типам рака, не проявляет подобный эффект ускорения старения, это открытие предполагает, что нормальная ткань женской груди стареет быстрее, чем другие части тела. Аналогичным образом, образцами нормальной ткани молочной железы у женщин, не страдающих раком, оказались значительно старше образцов крови.

Рак женской груди

В исследовании трех Эпигенетические часы и риск рака груди, возраст ДНК был увеличен в образцах крови здоровых женщин за годы до постановки диагноза.

Раковая ткань

Раковые ткани показывают как положительное, так и отрицательное ускорение возраста последствия. Для всех типов опухолей не наблюдается значимой связи между возрастным ускорением и морфологией опухоли (степень / стадия). В среднем раковые ткани с мутированным TP53 имеют меньшее ускорение старения, чем ткани без него. Кроме того, раковые ткани с высоким возрастным ускорением меньше соматических мутаций, чем ткани с низким возрастным ускорением. Возрастное ускорение связано с соединением геномными аберми в раковых тканях. Соматические мутации в рецепторах эстрогена или рецепторах прогестерона связаны с ускоренным возрастом ДНК при раке груди. Образцы колоректального рака с мутацией BRAF (V600E) или гиперметилированием промотора гена репарации ошибочного спаривания MLH1 связаны с повышенным ускорением старения. Ускорение возраста в образцах мультиформной глиобластомы в степени связаны с некоторыми мутациями в H3F3A. Одно исследование предполагает, что эпигенетический возраст ткани крови может быть прогностическим фактором заболеваемости раком легких.

Трисомия 21 (синдром Дауна)

Синдром Дауна (DS) влечет за собой повышенный риск многих хронических заболеваний, обычно связанных с пожилым возрастом. Клинические проявления ускоренного старения предполагают, что трисомия 21 увеличивает биологический возраст тканей, но молекулярные доказательства этого гипотезы немногочисленны. Согласно эпигенетическим часам, трисомия 21 увеличивает возраст крови и мозговой ткани (в среднем на 6,6 года).

Невропатология, связанная с болезнью Альцгеймера

Эпигенетическое возрастное ускорение префронтальной коры головного мозга человека было обнаружено, что оно коррелирует с невропатологическими измерениями, которые играют роль в болезни Альцгеймера. Кроме того, было обнаружено, что это связано со снижением когнитивного функционирования и функционирования памяти людей с болезнью Альцгеймера. Эпигенетический возраст крови относится к когнитивным функциям у пожилых людей. В целом, эти результаты убедительно свидетельствуют о том, что эпигенетические часы подходят для измерения биологического возраста мозга.

Мозжечок стареет медленно

Трудно идентифицировать ткани, которые кажутся, избегают старения из-за отсутствия биомаркеров возраста тканей, которые позволяют сравнивать возраст различных тканей. Применение эпигенетических часов к 30 анальным участкам от шести долгожителей и более молодых субъектов показало, что мозжечок стареет медленно: он примерно на 15 лет моложе, чем ожидалось у столетних. Это открытие может объяснить, почему мозжечок демонстрирует меньше нейропатологических признаков возрастной деменции по сравнению с другими областями мозга. У более молодых людей (например, моложе 70 лет) области мозга и клетки мозга примерно одного возраста. Было идентифицировано несколько SNP и генов, связанных с эпигенетическим возрастом мозжечка.

болезнь Хантингтона

Хантингтона, как было обнаружено, увеличивается скорость эпигенетического старения в нескольких областях мозга человека.

Долгожители стареют медленно

Потомки полувысоких долгожителей (субъекты, достигшие возраста 105–109 лет) имеют более низкий эпигенетический возраст, чем контрольная группа того же возраста (разница в возрасте = 5,1 года в крови) и долгожители моложе (на 8,6 лет), чем ожидалось, исходя из их хронологического возраста.

ВИЧ-инфекция

Инфекция вирусом иммунодефицита человека-1 (ВИЧ ) связана с клиническими симптомами ускорения старения, о чем свидетельствует рост числа и разнообразия возрастных заболеваний в относительно молодом возрасте. Но было трудно эффект ускоренного старения на молекулярном уровне. Анализ эпигенетической ДНК от ВИЧ + субъектов и контрольной группы выявил значительный эффект ускорения старения в тканях мозга (7,4 года) и крови (5,2 года) из-за инфекции ВИЧ-1. Эти результаты согласны с ВИЧ-инфицированным исследованием, которое также обнаруживает увеличение возраста на 5 лет в группе ВИЧ-инфицированных HLA.

Болезнь Паркинсона

Крупномасштабное исследование предполагает, что кровь субъектов с болезнью Паркинсонает (относительно слабые) эффекты ускорения старения.

Нарушение развития: синдром X

Дети с очень редким заболеванием, известным как синдром X сильный внешний вид постоянных черт, похожих на малышей, при старении от рождения до взрослой жизни. Физическое развитие этих резко задерживается, они кажутся маленькими или в лучшем случае, дошкольниками. Согласно анализу эпигенетических часов, ткань крови в случаях синдрома X не моложе, чем ожидалось.

Менопауза ускоряет эпигенетическое старение

Следующие результаты убедительно свидетельствуют о том, что потеря женских гормонов в результате менопаузы ускоряется эпигенетического старения крови и, возможно, других тканей. Во-первых, было обнаружено, что ранняя менопауза связана с повышенным эпигенетическим возрастным ускорением крови. Во-вторых, хирургическая менопауза (из-за двусторонней овариэктомии ) с эпигенетическим ускорением возраста в крови и слюне. В-третьих, гормональная терапия в период менопаузы, которая снижает гормональные потери, приводит с отрицательным возрастным ускорением буккальных клеток (но не клеток крови). В-четвертых, генетические маркеры, которые связаны с ранней менопаузой, также связаны с повышенным эпигенетическим возрастным ускорением в крови.

Клеточное старение по сравнению с эпигенетическим старением

Сложным аспектом биологического старения является природа и роль стареющие клетки. Неясно, являются ли три основных типа клеточного старения, именно репликативное старение, старение, вызванное онкогенами, и старение, вызванное повреждением ДНК, описанием одного и того же явления, вызванного разными источниками, или каждый из них отличается, и как они связаны. при эпигенетическом старении. Было обнаружено, что индукция репликативного старения (RS) и старения, индуцированного онкогенами (OIS), сопровождается эпигенетическим старением первичных клеток, но вызванным повреждением ДНК, не сопровождается, даже если RS и OIS активируют путь ответа клеточного повреждения ДНК. Эти результаты подчеркивают независимость клеточного старения от эпигенетического старения. В соответствии с этим, иммортализованные теломеразой клетки продолжали стареть (согласно эпигенетическим часам), не подвергаясь обработке какими-либо индукторами старения или агентами, повреждающими ДНК, что подтверждает способность эпигенетического старения от теломер, клеточного старения и путь на повреждение ДНК. Бейкер и др., Где удаление стареющих клеток замедляет старение, клетки вносят вклад в физическое проявление старения организма, как считается, отделение старения от клеточного старения. Однако анализ старения эпигенетическими часами предполагает, что клеточное старение - это состояние, которое клетки индуцирует в результате внешнего давления, такое как повреждение ДНК, эктопическая экспрессия онкогенов и исчерпывающая пролиферация клеток, чтобы восполнить те, которые были устранены внешними факторами / факторами окружающей среды. Эти стареющие клетки, в достаточном количестве, вероятно, вызовут разрушение тканей, которое интерпретируется как старение организма. Однако на клеточном уровне старения, измеряемое эпигенетическими часами, отличается от старения. Это внутренний механизм, который существует с момента рождения клетки и продолжается. Это означает, что если клетки не перестанут стареть под воздействием внешнего давления, описанного выше, они все равно продолжат стареть. Это согласуется с тем фактом, когда их теломеры принудительно укорачиваются из-за репликативного старения, когда их теломеры принудительно укорачиваются из-за репликативного старения. Таким образом, клеточное старение - это путь, по которому клетки преждевременно выходят из естественного процесса клеточного старения.

Влияние пола и расы / этнической принадлежности

Мужчины стареют быстрее, чем женщины, в соответствии с эпигенетическим ускорением возраста в кровь, мозг, слюна и многие другие ткани. Метод эпигенетических часов используется ко всем исследуемым расовым / этническим группам в том смысле, что возраст ДНК сильно коррелирует с хронологическим возрастом. Но этническая принадлежность может быть связана с ускорением эпигенетического возраста. Например, кровь латиноамериканцев и тсимане стареет медленнее, чем кровь других популяций, что может объяснить парадокс смертности испаноязычных.

Эффект омоложения из-за трансплантации стволовых клеток в кровь

Гематопоэтические Трансплантация стволовых клеток, при которой эти клетки пересаживаются от молодого донора старшего реципиенту, омолаживает эпигенетический возраст крови до возраста донора. Однако реакция "трансплантат против хозяина" занимается с классом метилирования ДНК.

Прогерия

Прогерия у взрослых, также известная как синдром Вернера, стремится с ускорением эпигенетического возраста в крови. Образцы фибробластов от детей с Хатчинсоном-Гилфордом Прогерия демонстрируют эффекты ускоренного эпигенетического старения в соответствии с эпигенетическими часами «кожа и кровь», но не в соответствии с оригинальными пан-тканевыми часами от Хорватии.

Биологический механизм за эпигенетическими часами

Несмотря на то, что биомаркеры старения, основанные на данных метилирования ДНК точно оценили возраст любой ткани на протяжении всего жизненного цикла, точный биологический механизм, стоящий за эпигенетическими механизмами часами, в настоящее время неизвестен. Однако эпигенетические биомаркеры могут помочь ответить на давние вопросы во многих областях, включая центральный вопрос: почему мы стареем? Чтобы понять сущность механизмов, лежащих в основе эпигенетических часов, было бы целесообразно провести сравнение и найти взаимосвязь между показаниями эпигенетических часов и транскриптомными часами старения. На момент в статье были предложены следующие объяснения. литература.

Возможное объяснение 1: Эпигеномная система поддержания

Хорватия предположил, что это результат метилирования, оставленного эпигеномной системой поддержания.

Возможное объяснение 2: Неисправленные повреждения ДНК

Эндогенные повреждения ДНК часто, включая около 50 двухцепочечных разрывов ДНК на клеточный цикл и около 10000 окислительных повреждений в день (см. повреждение ДНК ( естественное происхождение) ). Во время репарации двухцепочечных разрывов вносятся многие эпигенетические изменения, и в некотором проценте случаев эпигенетические изменения остаются после завершения репарации, включая повышенное метилирование промоторов CpG-островков. Подобные, но обычно преходящие эпигенетические изменения были недавно обнаружены во время репарации окислительных повреждений, вызванных H 2O2, и было высказано предположение, что иногда эти эпигенетические изменения могут также сохраняться после восстановления. Эти накопленные эпигенетические изменения могут вносить вклад в эпигенетические часы. Накопление эпигенетических изменений может происходить непрерывным накоплением повреждений ДНК, которые вызывают старение (см. Теория старения ДНК ).

Другие методы оценки возраста, основанные на уровнях метилирования ДНК.

В литературе описана несколько других оценок.

1) Weidner et al. (2014) описывают оценку ДНК из крови, которая использует только три сайта генов CpG, которые практически не влияют на старение (cg25809905 в интегрине, альфа 2b (ITGA2B); cg02228185 в аспартоацилазе (ASPA) и cg17861230 в фосфодиэстеразе 4C, специфичной для цАМ (PDE4C)). Оценка возраста Weidener et al. (2014) относится только к крови. Даже в крови разреженная оценка намного менее точна, чем эпигенетические часы Хорватии (Horvath, 2014), используемым к данным, генерируемым платформой Illumina 27K или 450K. Но редкая оценка была бюджетом для данных пиросеквенирования и очень рентабельна.

2) Hannum et al. (2013) сообщают о нескольких оценках возраста: по одной для каждого типа ткани. Для из этих оценок требуется ковариантная информация (например, пол каждой массы тела, партия). Авторы отмечают, что каждая ткань привела к четкому линейному смещению (пересечение и наклон). Поэтому авторам пришлось скорректировать оценку по крови для каждого типа ткани, используя линейную модель. Когда оценщик Ханнума использует к другим тканям, это приводит к высокой ошибке (из-за плохой калибровки), как видно из рисунка 4А у Hannum et al. (2013). Hannum et al. скорректировали свой оценочный возраст на основе крови (путем корректировки наклона и члена пересечения), чтобы применить его к другим типам тканей. На этом этапе требуется установить различие между тканями, удаленная функция на основе крови от Hannum et al. не может быть установкой для изучения различных тканей / органов. Напротив, характерной особенностью часов является то, что не нужно выполнять такой шаг калибровки: они всегда используют одни и те же CpG и одинаковые значения коэффициентов. Таким образом, эпигенетические часы Хорватса можно использовать для сравнения возраста разных тканей / клеток / органов одного и того же человека. В то время как оценки возраста от Hannum et al. Негативная практика использования различных нормальных нормальных тканей. Hannum et al. сообщили о явных эффектах ускорения старения при всех случаев рака. Напротив, эпигенетические часы Хорватии показывают некоторые виды рака (например, тройной отрицательный рак груди или рак эндометрия тела матки) демонстрируют отрицательное возрастное ускорение, то есть раковая ткань может быть намного моложе, чем ожидалось. Важное отличие к дополнительным ковариатам. При оценке Ханнума используются такие ковариаты, как пол, индекс массы тела, статус диабета, этническая принадлежность и группа. Новые данные включают разные пакеты, нельзя применять непосредственно к новым данным. Однако авторы включают значения коэффициентов для своих CpG в таблицах, которые можно использовать для определения совокупного показателя, который имеет тенденцию сильно коррелировать с хронологическим возрастом, но может быть плохо откалиброван (т. Е. Приводить к большим ошибкам).

Сравнение трех предикторов возраста, описанных в A) Horvath (2013), [11] B) Hannum (2013), [10] и C) Weidener (2014), [61] соответственно. На оси абсцисс отложен хронологический возраст в годах, а на оси ординат - прогнозируемый возраст. Сплошная черная линия соответствует y = x. Эти результаты были получены в независимом наборе данных о метилировании крови, который не использовался при построении этих предикторов (данные получены в ноябре 2014 г.).

3.) Джулиани и др. идентифицировать участки генома, уровень метилирования ДНК которых коррелирует с возрастом зубов человека. Они показывают метилирование ДНК в генах ELOVL2, FHL2 и PENK в ДНК, полученной как из цемента, так и из пульсов одних и тех же современных зубов. Они хотят применить этот метод также к историческим и относительно древним человеческим зубам.

В многоцентровом сравнительном исследовании 18 исследовательских групп с трех континентов сравнили все многообещающие методы анализа метилирования ДНК в клинике и определили наиболее точные методы, сделав вывод, что эпигенетические тесты, основанные на метилировании ДНК, являются зрелой технологией, готовой к использованию. широкое клиническое применение.

Другие виды

Wang et al. (в печени мышей) и Петкович и др. (на основе профилей метилирования ДНК крови мышей) исследовали, испытывают ли мыши и люди сходные закономерности изменения метилома с возрастом. Они получили, что мыши, получавшие меры по увеличению продолжительности жизни (такие как ограничение калорий или диетический рапамицин), были значительно моложе в эпигенетическом возрасте, чем их нелеченные контрольные группы дикого типа, соответствующего возрасту. Предикторы возраста мышей также обеспечивают эффекты долговечности нокаутов генов и омоложения полученных из фибробластов ИПСК.

Многотканевый предиктор возраста мышей на основе метилирования ДНК в 329 уникальных сайтах CpG достиг средней абсолютной ошибки менее четырех недель (~ 5 процентов продолжительности жизни). Попытка использовать сайты часов человека у мышей для предсказания возраста показала, что часы человека не полностью сохраняются у мышей. Различия между часами человека и мыши предполагают, что эпигенетические часы необходимо настраивать специально для разных видов.

Изменения в паттернах метилирования ДНК имеют большой потенциал для оценки возраста и поиска биомаркеров у домашних и диких животных.

Ссылки
Дополнительная литература
Последняя правка сделана 2021-05-19 12:12:37
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте