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流行病学家开发了新的工具来衡量整个生命过程中的衰老速度

哥伦比亚大学梅尔曼公共卫生学院刚刚发布的一项研究报告说,血液DNA甲基化措施对同年出生的个体的生物衰老速度变化敏感。该工具-DunedinPoAm-为干预性试验和自然实验研究提供了独特的测量方法,用于调查行为或药物疗法或环境变化如何改变衰老率。研究结果在线发表在eLife杂志上。

“我们研究的目的是将对18种不同临床试验进行12年随访的基础上的生物衰老速率的测量结果提取为可以在单个时间点进行的血液检验。”主要作者丹尼尔·贝尔斯基(Daniel Belsky)说,博士,哥伦比亚邮递学院流行病学助理教授,哥伦比亚衰老中心的研究员。

根据新的测量,中年成年人的衰老速度更快,他们的身体和认知功能下降更快,面部照片看起来更老。用该工具测得的衰老速度更快的成年人患慢性病和死亡的风险增加。在其他分析中,研究人员表明,但尼丁PoAm捕获了新的信息,该信息未通过拟议的生物衰老措施(表观遗传钟)来衡量,根据DunedinPoAm的测量,有童年贫困和受害历史的18岁儿童显示出更快的衰老,但但尼丁PoAm的预测在一项随机试验中,由于热量限制干预而被破坏。

在2015年的论文中,杜克大学的Belsky及其同事(也参与了这项研究)追踪了一组但尼丁研究出生队列中954名成员所测量的一系列临床测试,当时参与者分别是26岁,32岁和38岁,老化率(PNAS论文)。该早期研究的一个惊人发现是,在尚未发展成慢性病的年轻成年人中,生物衰老的速率已经高度变化。但是研究人员在较早的研究中开发的这项名为“衰老的步伐”的方法需要长时间的随访和深入的临床评估。贝尔斯基说:“对于需要在短短几年内测试新药或生活方式干预措施影响的研究而言,它并不是很有用。”

在他们的新研究中,研究人员旨在开发一种可以在随机对照试验的开始和结束时进行的血液检查,以确定该治疗是否减慢了参与者的衰老速度。延缓衰老的步伐是医学研究的新兴领域,是预防多种慢性疾病的一种新颖方法。

作者的分析集中在源自白细胞的DNA样本上。他们分析了DNA上称为甲基化标记的化学标记。DNA甲基化是一种表观遗传过程,可以改变基因表达的方式。DNA甲基化标记会随着年龄的增长而变化,其中一些标记会添加,而另一些则会丢失。Belsky解释说:“我们将分析的重点放在白细胞的DNA甲基化上,因为这些分子标记相对容易测量,并且在先前的衰老研究中显示出了巨大的希望。”

这项研究包括对来自基于NZ的但尼丁研究,基于英国的理解协会和电子风险研究,基于美国的规范老化研究以及CALERIE随机试验的数据进行分析。

以前的研究试图通过分析不同年代的人之间的DNA甲基化差异来测量衰老。“这种方法的局限性,贝尔斯基指出,在不同年份出生的人在不同的历史条件下成长,有可能更多地暴露于儿童疾病,烟草烟雾,空气中的铅,而较少接触抗生素和其他药物,以及较低质量的营养,所有这些都会影响DNA甲基化。另一种方法是研究同一年出生的个体,并找出甲基化模式来区分那些比同龄同龄人在生物学上更快或更慢的人。 。”

这组作者使用了一种称为“弹性网回归”的机器学习技术,对40万多个不同DNA甲基化标记的数据进行筛选,以找出与他们的“衰老步伐”测量中捕获的生理变化有关的标记。最后,分析确定了一组46个甲基化标记,这些标记一起测量了老化步伐。根据一个名为“ DunedinPoAm”的算法,研究人员将这46个标记合并在一起,用于但尼丁(P)ace(o)f(A)甲基化(m)乙基化反应。平均每个人的DunedinPoAm值为1-表示每个年代的生物老化时间为1年。在但尼丁研究参与者中,值的范围从刚刚超过0.6(表明老化速度比标准慢40%)到接近1.4(表明老化速度比标准快40%)。

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