發(fā)布日期：2018-04-04

　　由Van Andel研究院（VARI）和Cedars-Sinai的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種簡(jiǎn)單直觀的計(jì)算方法來(lái)測(cè)量細(xì)胞年齡，這一成果或可以會(huì)將帶來(lái)更好、更簡(jiǎn)單的癌癥和其他疾病的篩查和監(jiān)測(cè)方法。

來(lái)源：CC0 Public Domain

　　4月2日發(fā)表在《Nature Genetics》雜志上的這項(xiàng)研究結(jié)果揭示了一種漸進(jìn)的、可測(cè)量的特定化學(xué)標(biāo)記的缺失，這些化學(xué)標(biāo)記調(diào)節(jié)基因活動(dòng)，并在發(fā)育的最早階段就可以被檢測(cè)到。這些持續(xù)一生的變化可以反映細(xì)胞年齡，，是與細(xì)胞有關(guān)，而不是實(shí)際年齡，同時(shí)還預(yù)示著癌細(xì)胞的變化。

doi:10.1038/s41588-018-0073-4

　　這項(xiàng)工作是Cedars-Sinai的 Benjamin Berman博士和VARI的Peter W. Laird博士以及Hui Shen博士長(zhǎng)期合作的結(jié)果。早在2011年， 它是基于Berman 和 Laird就首次明確在2011年的發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)他們首次確定這些DNA標(biāo)記 （稱(chēng)為甲基團(tuán)）的缺失發(fā)生在癌癥基因組的特定區(qū)域。然而，當(dāng)時(shí)使用的技術(shù)無(wú)法檢測(cè)到正常細(xì)胞中發(fā)生的這一過(guò)程。

　　Laird說(shuō)：“當(dāng)細(xì)胞開(kāi)始分裂的時(shí)候，我們的細(xì)胞時(shí)鐘就已啟動(dòng)進(jìn)入了倒計(jì)時(shí)。新的方法使我們能夠追蹤過(guò)去細(xì)胞分裂的歷史，并測(cè)量與年齡相關(guān)的基因編碼變化，從而觀察它如何導(dǎo)致正常的衰老和功能障礙。”

　　人體中有接近40萬(wàn)億個(gè)細(xì)胞，每一個(gè)細(xì)胞都可以追溯到一個(gè)單一的受精卵細(xì)胞，其中包含了個(gè)體DNA的原始版本。在人的一生中，這些細(xì)胞分裂，根據(jù)身體功能、環(huán)境污染和傷口愈合等因素，細(xì)胞分裂會(huì)以不同的速率替換舊的或受損的細(xì)胞。

　　盡管經(jīng)過(guò)了精心設(shè)計(jì)的生物質(zhì)量控制檢查，但每個(gè)細(xì)胞分裂都會(huì)破壞基因組的完整性，留下越來(lái)越多的變化。其中，最主要的是基因組上甲基團(tuán)數(shù)量和位置的發(fā)生了巨大的變化，部分的過(guò)程從胚胎發(fā)育開(kāi)始，并在整個(gè)生命周期中持續(xù)。

　　Berman說(shuō)：“我們新方法的結(jié)果引人驚訝的是最新研究讓我們驚訝的是，它們將這一過(guò)程的開(kāi)始推到子宮發(fā)育的最早階段。” “這完全令人驚訝這完全出乎意料，因?yàn)槟壳暗募僭O(shè)是，這一過(guò)程在癌癥發(fā)展中相對(duì)較晚期。這一發(fā)現(xiàn)也表明，它在腫瘤形成過(guò)程中起著較早的作用。”

　　雖然DNA甲基化(稱(chēng)為低甲基化)的缺失是許多癌癥的共同特征，但這一現(xiàn)象背后的機(jī)制至今仍未為人所知。“高轉(zhuǎn)換率的組織出現(xiàn)的癌癥更為嚴(yán)重，如皮膚和上皮細(xì)胞，因?yàn)橛懈嗟臋C(jī)會(huì)來(lái)積累和迫使正常細(xì)胞改變?yōu)閻盒阅[瘤。”Shen說(shuō)。“我們所看到的是一種正常的細(xì)胞衰老過(guò)程，一旦細(xì)胞癌變，它就會(huì)加速擴(kuò)張。這種累積效應(yīng)與失控貨運(yùn)列車(chē)類(lèi)似。”

　　這項(xiàng)研究涵蓋了39個(gè)不同的腫瘤，超過(guò)340個(gè)人類(lèi)和200個(gè)小鼠數(shù)據(jù)(最深入的研究)，如果沒(méi)有大規(guī)模測(cè)序項(xiàng)目(包括癌癥基因組圖譜)的大量公開(kāi)數(shù)據(jù)，這是不可能實(shí)現(xiàn)的。DNA甲基化損失通常發(fā)生在癌癥基因組中，主要發(fā)生在被稱(chēng)為部分甲基化的區(qū)域(PMDs)的層內(nèi)相關(guān)的晚期復(fù)制區(qū)域內(nèi)。

　　“這個(gè)研究項(xiàng)目是一個(gè)很好的例子，它將我們自己的數(shù)據(jù)與外部可用數(shù)據(jù)集相結(jié)合以發(fā)現(xiàn)新事物。”Zhou說(shuō)，“如果這個(gè)項(xiàng)目是在三年前完成，那么故事的發(fā)展就會(huì)略有不同。現(xiàn)在，由于獲得更廣泛的數(shù)據(jù)，我們才可以取得這項(xiàng)研究成果。”

　　參考資料

Scientists discover new method for measuring cellular age

來(lái)源：生物探索