研究表明,人体细胞的表观遗传时钟在一天之内可能会经历相当于数年的老化,这一发现挑战了以往基于单次测试的生物年龄估计方法。
我们的大多数细胞都有一个遗传密码(genetic code),当被破译时,它会告诉我们的身体如何制造我们生存所需的蛋白质。随着时间的推移和艰苦的经历,小的修改被添加到像“基因开关”一样,影响我们的细胞解释指令的方式,而不改变代码本身。
这些所谓的表观遗传变化(epigenetic changes)的积累经常被用来估计我们细胞和组织的生物年龄。但立陶宛的研究人员现在已经表明,编辑可能会在一天中波动,这表明基于单个组织样本的测试并不像它们可能的那样准确。
该团队研究了一名52岁男子的多个血液样本,在72小时内每三小时采集一次,观察每个样本收集的白色细胞中的17个不同的表观遗传时钟(epigenetic clocks)。
他们的发现令人惊讶。在17个表观遗传时钟中,有13个在一天中表现出了很大的差异,在凌晨出现“年轻”,在中午出现“老”,相对差异相当于大约5.5年的变化。这种每日循环与其他科学家在2020年的一项研究中发现的相似。
“大多数研究表观遗传时钟的衰老研究使用全血作为感兴趣的组织。然而,我们实验室和其他小组的实验表明,白色血细胞亚型计数及其比例以24小时为周期振荡,”维尔纽斯大学的统计学家Karolis Koncevičius及其同事在他们发表的论文中写道。
这意味着在一天中的某个时间进行单一的表观遗传测试可能无法给予全貌。
仅依赖单个个体的样本意味着该团队可以专注于一组变化,代价是无法在更大的人群中推广。然而,对一小群人在五个小时内采集的不同血液样本的进一步分析也发现了年龄波动。
其中一些细胞年龄的变化可能是因为我们的血液在一天中的不同时间含有不同类型的白色血细胞。然而,即使研究人员只关注一种类型的白色血细胞,一些测量仍然显示出这种年龄波动。
研究结果表明,为了最准确地了解细胞的年龄,科学家可能需要在未来的不同时间采集多个样本。一个更完整的表观遗传年龄范围的测量方法也可能允许更精确地预测人群中与年龄相关的疾病的风险。
作者写道:“我们的研究结果表明,表观遗传时钟的年龄预测在一天中不断振荡。”“未能解释每日振荡可能会妨碍对表观遗传年龄的估计。”
该研究发表在Aging Cell上。