Cart
Checkout Secure

Coupon Code: FT68LD435 Copy Code

Got a Question? Call/Email Us

help @nutriop.com

+44 1604 644716

Mon-Fri 8.30am-6pm GMT

Эпигенетические часы как предикторы возраста: их история, сильные стороны и ограничения

By Max Cerquetti % B% d,% Y

Мы слишком хорошо знаем, что пожилой возраст является основным фактором риска рака, сердечно-сосудистых заболеваний и нейродегенерации. К сожалению, успехи в исследованиях старения были отложены на многие годы из-за низкой надежности инструментов, используемых для прогнозирования скорости биологического старения пациентов. Чтобы лучше понять процесс старения и разработать меры вмешательства, в области борьбы со старением необходим доступ к более эффективной системе измерения биологического возраста.


Введите эпигенетические часы. Эти предикторы возраста, основанные на метилировании ДНК (ДНКm), стали заметными за последнее десятилетие или около того, открыв путь для проведения дополнительных количественных исследований. Часто объявляются новые часы и приложения, в том числе для криминалистики. Они представляют собой настоящий прорыв, даже если точные аспекты старения, зафиксированные эпигенетическими часами, остаются неясными. Давайте рассмотрим несколько доступных сегодня эпигенетических часов и суммируем их сильные и слабые стороны.

Итак, DNAm стал одним из наиболее эффективных биомаркеров для предсказания биологического возраста. Эпигенетические часы (также известные как предикторы возраста ДНК) разрабатываются с использованием CpG (участков ДНК), которые изменяются с возрастом. Большинство часов построено с использованием так называемой модели регрессии со штрафными санкциями, которая помогает исследователям выбирать соответствующие группы CpG. Затем часы используются для оценки хронологического возраста на основе процента метилирования в ключевых сайтах CpG. Улучшения и новые открытия происходят быстро и быстро.

Возрастное ускорение

Давайте начнем с ускорения возраста, которое относится к разнице между эпигенетическим возрастом (eAge) и хронологическим возрастом (chAge). Это связано с несколькими возрастными состояниями. Например, пациенты с ожирением, синдромом Дауна, болезнью Хантингтона, синдромом Сотоса и синдромом Вернера, как правило, демонстрируют ускоренное старение. Ускорение eAge также связано с физической и когнитивной подготовкой. Уровень эпигенетического старения сильно различается в зависимости от пола и этнического происхождения.


Люди, у которых достаточно витамина D, имеют меньшее ускорение eAge и более длинные теломеры лейкоцитов (LTL). Курение было связано с повышенным возрастом в клетках дыхательных путей и легочной ткани (на 4,9 и 4,3 года соответственно). Кроме того, исследователи установили, что курение во время беременности может пагубно сказаться на eAge у потомства. Новые открытия появляются постоянно, но ясно, что эпигенетические часы доказали свою точность при предсказании биологического возраста.

Первые дни дизайна часов


Первые эпигенетические часы включали относительно мало сайтов и образцов CpG в свои наборы обучающих данных по сравнению с более поздними версиями. Ранние исследователи создали часы из 68 образцов (34 пары близнецов), которые предсказывали возраст в слюне со средней точностью 5,2 года. После первоначальных исследований эпигенетические часы стали более сложными с точки зрения количества использованных образцов, тканей и CpG.

Первый мульти-тканевый предиктор возраста - часы Horvath или Pan-Tissue - использовал 353 CpG и имел беспрецедентную для того времени среднюю ошибку 3,6 года. Часы были разработаны с использованием 8000 образцов из 82 исследований, в том числе более 50 здоровых тканей. Впечатляющий размер обучающих данных стал новым эталоном в дизайне часов. Часы Horvath быстро завоевали большую базу поклонников в научном сообществе из-за их способности предсказывать возраст в нескольких тканях с использованием минимального количества CpG.

Эволюция дизайна

Часы Хорватии также использовались, чтобы установить, что ткани могут стареть с разной скоростью. Например, кажется, что ткань мозга стареет медленнее по сравнению с другими тканями тела. Однако часы не работали стабильно на культивируемых клетках, особенно на фибробластах.В результате Хорват задумал разработать эпигенетические часы, которые предсказывали бы возраст человеческих фибробластов, буккальных клеток, эндотелиальных клеток, кератиноцитов, лимфобластоидных клеток, образцов крови, кожи и слюны. Эти новые часы, названные кожей и кровью (S&B) clock, могут с большой точностью предсказывать как in vivo, так и in vitro ткани.


Позже другие исследователи разработали точный предсказатель возраста кожи. Между тем, часы Чжан, в первую очередь обученные работе с кровью, способны предсказывать возраст груди, печени, жировой и мышечной ткани с той же степенью точности, что и часы Хорват. Эти часы также превосходят часы Хорват и Ханнум, когда дело доходит до предсказания возраста крови. Он отличается размером обучающих данных, насчитывающих более 13 000 выборок.

Ограничения и неточности


Некоторые неточности в эпигенетических часах стали очевидны при прогнозировании возраста более молодых людей (до 20 лет), и для решения этой проблемы были созданы педиатрические-буккально-эпигенетические часы (PedBE). Он был разработан специально для новорожденных до 20-летнего возраста. Это хороший пример того, как можно повысить точность эпигенетических часов - не только за счет нацеливания на определенные ткани, но и на определенные возрастные группы. Однако, несмотря на свои обещания, эпигенетические часы в настоящее время все еще имеют некоторые ограничения.

Большинство эпигенетических часов зависят от дорогостоящего массива метилирования Illumina Infinium, что делает нецелесообразным широкое применение технологии eAge в области открытия новых лекарств. Платформа секвенирования Qiagen позволяет использовать более экономичный подход, но имеет свои недостатки. Использование минимизированных часов в криминалистике все еще развивается, и для большинства часов отсутствует перекрестная проверка. Исследователи показали, что и часы Хорват, и Ханнум обычно недооценивают возраст пожилых людей.

Обещание на будущее


Таким образом, прогнозирование eAge - это захватывающая и быстро развивающаяся новая область, которая уже радикально изменила мир экспериментальной геронтологии. По мере увеличения количества и разнообразия эпигенетических часов растет и понимание человечеством биологического возраста. Однако пока еще рано. Хотя линейные модели полезны для прогнозирования возраста людей в возрасте от 20 до 70 лет, точность за пределами этого возраста ниже.

Ученые также экспериментируют с рядом других методов, которые не полагаются исключительно на Данные ДНКм. Композитные часы, такие как PhenoAge и GrimAge, - первые шаги в этом направлении.

Ссылки :

1. Бейкер, Г. Т., и Спротт, Р. Л. (1988). Биомаркеры старения. Экспериментальная геронтология, 23 (4-5), 223–239

2. Бакалини, М.Г., Дилен, Дж., Пираццини, К., Де Чекко, М., Джулиани, К., Ланзарини, К., Равайоли, Ф., Мараско, Э., Ван Хеемст, Д., Сучиман, HED, Slieker, R., Giampieri, E., Recchioni, R., Marcheselli, F., Salvioli, S., Vitale, G., Olivieri, F., Spijkerman, AM, DollCrossed, ME,… Garagnani, P. (2017). Системное возрастно-ассоциированное гиперметилирование ДНК гена ELOVL2. In vivo и in vitro свидетельства процесса репликации клеток. Журналы геронтологии - Серия А Биологические и медицинские науки, 72 (8), 1015–1023.

3. Арнесон, А., Хагани, А., Томпсон, М., Пеллегрини, М., Квон, С.Б., Ву, Х., Яо, М., Ли, Ч.З., Лу, А.Т., Барнс, Б., Хансен, К.Д., Чжоу В., Бриз К.Э., Эрнст Дж. И Хорват С. (2021). Массив метилирования млекопитающих для профилирования уровней метилирования в консервативных последовательностях. bioRxiv, 2021.01.07.425637.

4. Алифери, А., Баллард, Д., Галлидабино, М. Д., Тертл, Х., Бэррон, Л., и Синдеркомб Корт, Д. (2018). Прогнозирование возраста на основе метилирования ДНК с использованием данных массового параллельного секвенирования и нескольких моделей машинного обучения. Forensic Science International: Genetics, 37, 215–226.

5. Аль Муфта, В. А., Аль-Шафай, М., Заглул, С. Б., Висконти, А., Цай, П.-К., Кумар, П., Спектор, Т., Белл, Дж., Фалчи, М., и Сухре, К. (2016). Эпигенетические ассоциации диабета 2 типа и ИМТ у арабского населения. Клиническая эпигенетика, 8 (1).

6. Бельски, Д.В., Каспи, А., Хаутс, Р., Коэн, Х.Дж., Коркоран, Д.Л., Данезе, А., Харрингтон, Х., Израиль, С., Левин, М.Э., Шефер, Д.Д., Сагден, К., Уильямс Б., Яшин А.И., Поултон Р. и Моффитт Т.Э. (2015). Количественная оценка биологического старения у молодых людей. Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки, 112 (30), E4104– E4110.

7. Бергсма, Т., и Рогаева, Э. (2020). Часы метилирования ДНК и их способность предсказывать фенотипы старения и продолжительность здоровья. Neuroscience Insights, 15, 263310552094222.

8. Биндер, А.М., Корвалан, К., Мерик, В., Перейра, А., Сантос, Дж. Л., Хорват, С., Шеперд, Дж., И Михелс, К. Б. (2018). Более быстрое тикание эпигенетических часов связано с более быстрым пубертатным развитием у девочек. Эпигенетика, 13 (1), 85–94.

9. Бокландт, С., Лин, В., Зель, М. Э., Санчес, Ф. Дж., Синшаймер, Дж. С., Хорват, С., и Вилайн, Э. (2011). Эпигенетический предиктор возраста. PLoS One, 6 (6), e14821.

10. Брейтлинг, Л. П., Саум, К.-Ю., Перна, Л., Шетткер, Б., Холлечек, Б., и Бреннер, Х. (2016). В немецкой когорте хрупкость связана с эпигенетическими часами, но не с длиной теломер. Клиническая эпигенетика, 8 (1), 1–8.

.

Предыдущее сообщение Более поздняя публикация


0 комментарии


Оставить комментарий

Обратите внимание, что комментарии должны быть одобрены, прежде чем они будут опубликованы.

Добавлено в корзину!
Spend $x to Unlock Free Shipping Free shipping when you order over XX You Have Qualified for Free Shipping Spend $x to Unlock Free Shipping You Have Achieved Free Shipping Free Shipping For Over $x to Free Shipping Over $x to You Have Achieved Free Shipping Free shipping when you order over XX You Have Qualified for Free Shipping