JGSA:
近日,一項刊登在國際雜志The Journals of Gerontology:Series A上的研究報告中,來自南加利福尼亞大學等機構的科學家們通過研究表示,一種新型衰老模型的開發不僅需要考慮基因和環境,還需要考慮在細胞水平上隨機出現的微小變化。文章中,研究人員引入了“衰老的三方表型”(Tripartite Phenotype of Aging)作為一種新型的概念模型來解釋為何機體壽命的差異如此大,甚至在擁有相同基因的同卵雙胞胎中亦是如此,僅有10%-35%的長壽可以追蹤到來自父母強大的基因遺傳。
這項研究中,研究人員提出,人類衰老模式和長壽的有限遺傳性是基因-環境相互作用的結果,以及機體細胞出現的隨機或偶然性變化,這些隨機變化包括在發育過程中所發生的細胞改變,以及生命后期所發生的分子損傷等。研究者Finch說道,我們想通過研究引入一種概念地圖和一些新的術語,來激發更全面地理解在衰老過程中遺傳決定子的局限性,以及考慮遺傳改變與環境之間關系的重要性。
研究者表示,對新型模型進行研究闡明,在研究人類機體衰老過程中,除了傳統的遺傳或環境研究外,基因表達過程中每個細胞的變化,在發育過程中所產生的隨機突變,以及關閉或開啟基因表達的表觀遺傳學變化,或許都應該被考慮進去。利用最前沿的研究技術或能為這些偶然性的過程提供更為詳細的研究,這些技術包括對單細胞中基因轉錄的研究以及利用ChIP測序技術來闡明單一蛋白質與DNA相互作用的分子機制。
這項研究中,研究人員討論了多個案例,揭示了僅憑DNA或許很難預測與年齡相關的人類疾病的患病風險,但其卻受到了環境暴露、暴露時間以及持續時間(發育期間或幾十年期間)的嚴重影響。一個最著名的例子就是與阿爾茲海默病風險增加相關的基因ApoE-4,擁有該基因并不一定意味著個體會患阿爾茲海默病。通過對小鼠和人類進行研究表明,ApoE-4和相關的基因簇能與諸如空氣污染和香煙煙霧等暴露相互作用來影響體的患病風險,而且阿爾茲海默病患者的表觀遺傳特性與未患病的個體之間存在顯著的差異。
研究者表示,關于環境暴露的概念可以延伸到比很多人預期的更遠,早期接觸疾病會影響個體后期的生活和跨代個體的機體健康風險。我們所暴露的環境或許能夠追溯到我們的祖母,因為我們所來自的卵細胞在母親出生時就已經在其卵巢組織中了。揭示隨著時間延續,基因、環境和隨機突變之間相互作用影響機體衰老的全面模型或能引起科學家們的討論,即快速發展的精準醫學領域需要考慮哪些因素能促進人口的健康老齡化。
最后研究者表示,基于本文研究,后期我們或許在理解個體衰老模型上將會有更深入的理解和認識,我們僅能通過了解基因風險來對其進行定義,而且我們還必須全面理解一個人一生所遭受的暴露、環境和生活方式等,以便能更好地理解個體患特定疾病的遺傳風險。