長壽文章

新的衰老模型考慮了微小的、隨機的細胞變化

新的衰老模型考慮了微小的、隨機的細胞變化
  • 「老化的三重表型」是一種新的老化模型,它考慮了細胞層面上隨機出現的微小變化。 

  • 這個概念解釋了為什麼即使擁有相同基因的人,壽命也會有如此大的差異。

  • 這個模型是暴露組的延伸,這個概念說明了環境和飲食等外部因素如何與新陳代謝和微生物組等內部因素相互作用,從而決定壽命。

  • 這個新模型還包括如何將細胞間的變異(如突變和表觀遺傳變化)與傳統的衰老研究分開考慮。

  • 研究人員希望這個關於基因、環境和隨時間的隨機變化如何相互作用影響老化的更全面的模型能夠引發一場新的討論,即快速發展的精準醫學領域需要考慮哪些因素來促進健康老化。

本文發表於南加州大學倫納德戴維斯老年學新聞學院:

一種新的老化模型不僅考慮了遺傳和環境暴露,還考慮了細胞層面上隨機出現的微小變化。

大學教授 凱萊布·芬奇 引入了「老化的三重表型」作為一種新的概念模型,該模型解決了為什麼壽命差異如此之大,甚至在共享相同基因的人類同卵雙胞胎之間也是如此。 芬奇提到,只有大約 10% 到 35% 的長壽可以追溯到我們父母遺傳的基因。

Finch 與他的一位前研究生Amin Haghani 共同撰寫了這篇介紹該模型的論文,Amin Haghani 於2020 年從南加州大學倫納德戴維斯學院獲得了衰老生物學博士學位,現在是加州大學洛杉磯分校的博士後研究員。 在文章中,他們提出,人類老化模式和壽命的有限遺傳性是基因與環境相互作用以及人體細胞的隨機變異的結果。 這些隨機變化可以包括發育過程中發生的細胞變化、生命後期發生的分子損傷等等。

「我們希望引入一個概念圖和一些新術語,以激發人們更全面地了解衰老中遺傳決定因素的局限性,考慮遺傳變異與環境的關係有多麼重要,並將這一新領域納入其中南加州大學倫納德戴維斯學院老化神經生物學ARCO/William F. Kieschnick 主席Finch 說: “它還沒有真正放在可以討論完整方案的正式環境中,而這正是我希望我們的文章實現的目標。”

擴展暴露組

新模型是暴露組概念的自然延伸,該概念由癌症流行病學家克里斯托弗·保羅·懷爾德(Christopher Paul Wild) 於2005 年首次提出,目的是提請人們注意需要更多有關終生暴露於環境致癌物的數據。 暴露組概念說明了從空氣污染和社會經濟狀況到個人飲食和運動模式等外部因素如何與體內微生物組和脂肪沉積等內源性或內部因素相互作用。

暴露組現已成為主流模型,超越了先前對環境因素「一一」影響風險的描述。 芬奇先前曾透過推出 阿茲海默症暴露組。 老年暴露組現在考慮基因和環境在生命週期中如何相互作用來塑造我們的衰老方式。

新模型表明,基因表現的細胞間變異、發育過程中出現的變異、隨機突變和表觀遺傳變化(將基因「關閉」或「打開」)應與有關衰老的傳統遺傳或環境研究分開考慮。 ,芬奇說。 透過尖端研究技術,可以對這些偶然過程進行更詳細的研究,包括單細胞內基因轉錄的研究以及 ChIP 定序,這可以說明單一蛋白質如何與 DNA 相互作用。

偶然事件對健康的影響

在論文中,Finch 和Haghani 討論了幾個例子,說明僅靠DNA 很難預測與年齡相關的疾病的風險,但它卻受到環境暴露以及暴露時間和持續時間的嚴重影響,包括在發育期間或整個過程中。幾十年。

ApoE-4 是與阿茲海默症風險增加相關的一個眾所周知的基因例子。 然而,擁有 ApoE-4 基因並不一定意味著某人會患有阿茲海默症。 對小鼠和人類的研究表明,ApoE-4 和相關基因簇與空氣污染或香菸煙霧等暴露相互作用,從而影響風險,阿茲海默症患者與未患該疾病的個體相比,在表觀遺傳學上也表現出差異。

他補充說,環境​​暴露的概念可能超出許多人的預期。 生命早期接觸疾病會影響 晚年的健康風險 - 並且跨越幾個世代。

「我們所接觸的環境可以追溯到我們的祖母,因為我們的卵子在母親出生時就在她的卵巢裡,」他解釋道。 「所以,就我而言,這意味著,因為我的祖母出生於 1878 年,我很可能帶有一些 19 世紀環境的痕跡,其中包括因為沒有抗生素而更多地接觸傳染病。”

芬奇表示,他希望關於基因、環境和隨時間變化的隨機變化如何相互作用影響衰老的更全面的模型能夠引發一場新的討論,即快速發展的精準醫學領域需要考慮哪些因素來促進健康老齡化。

「我認為,人們對個體老化模式的理解將會得到更大的認可,」他說。 「我們只能透過了解遺傳風險來在一定程度上定義它;我們必須更全面地了解個體的一生暴露情況、環境和生活方式,才能更好地了解特定疾病的遺傳風險。”

這項研究發表於 老年學雜誌 2021 年 2 月。



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