新方法可通过检查唾液推定年龄

上一篇 / 下一篇  2011-08-26 23:38:04

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美国加州大学洛杉矶分校遗传学家最近开发了一种新方法,能通过检验唾液来推定一个人的年龄。该研究有望带来最新的检测手段,比如在犯罪现场取证以确定嫌疑人年龄,或根据生理年龄设计个性化医疗方案等。该研究发表在开放网络杂志《公共科学图书馆·综合》(PLoS ONE)上。

在人体衰老的过程中,遗传物质脱氧核糖核酸(DNA)中的甲基化水平也会发生变化。研究所依据的过程称为“甲基化作用”,是一种DNA的化学改性。负责该研究的加州大学洛杉矶分校大卫·格芬医学院人类遗传学、儿科与泌尿学教授埃里克·维莱恩解释说:“基因在一定程度上形成了人们的身体年龄,环境影响也能改变人们的DNA和年龄。随着生长发育,人体甲基化作用的方式会改变,增加与老化相关的疾病。”

研究使用的唾液样本由34对双胞胎男性捐献,他们的年龄在21岁至55岁之间。研究人员分析了他们的基因组,在DNA上识别出88个与甲基化水平和年龄关系密切的基因段。随后他们又在年龄介于18岁到70岁之间的31名男性和29名女性身上进行了验证,并找到了其中关系最为密切的3个基因段,然后用其中两个构建出一个推定模型。研究人员将两次唾液样本数据输入,就能相当准确地推定出一个人的年龄,误差不超过5岁——这是迄今最为精确的水平。

“甲基化作用和年龄密切相关,我们能靠着仅仅检测组成我们基因组的30亿DNA砖石中的两块,就辨别出一个人的岁数。”论文第一作者斯文·博克兰德说。

“长期以来,科学家一直在寻找一种可靠的年龄标志,我们为此提供了一个答案。”维莱恩说,“只要一点唾液样本,我们就能推定出一个人的年龄,而无需任何其他信息。”

维莱恩和研究人员还展望了该研究的应用前景。首先是作为法医鉴定工具,用于犯罪现场取证。牙齿咬痕或咖啡杯上都可能沾有嫌疑人的唾液痕迹,经过实验室分析就能在5年的区间范围内确定其年龄。

此外,有一小部分人群的甲基化水平和实际的自然年龄不相符,使用该方法可能计算出一个人的“生理年龄”。医生能根据一个人的生理年龄来建议做某些预防测试,比如在进行常规医疗筛查和介入治疗时,能根据病人的生理年龄来评估他们患各种老化疾病的风险,而不是要求每个人都在50岁时做一次结肠镜检查。

维莱恩指出:“让医生能预测病人患某种疾病风险,根据他们的DNA真实生理年龄而不是实际年龄来编制个人医疗方案,这能减少不必要的检测,节约成本,只给病人做他们真正需要的测试

PLoS ONE     doi:10.1371/journal.pone.0014821.g001

EpigeneticPredictor of Age   

Sven Bocklandt, Wen Lin, Mary E. Sehl, Francisco J. Sánchez, Janet S. Sinsheimer, Steve Horvath, Eric Vilain

From the moment of conception, we begin to age. A decay of cellular structures, gene regulation, and DNA sequence ages cells and organisms. DNA methylation patterns change with increasing age and contribute to age related disease. Here we identify 88 sites in or near 80 genes for which the degree of cytosine methylation is significantly correlated with age in saliva of 34 male identical twin pairs between 21 and 55 years of age. Furthermore, we validated sites in the promoters of three genes and replicated our results in a general population sample of 31 males and 29 females between 18 and 70 years of age. The methylation of three sites—in the promoters of the EDARADD, TOM1L1, and NPTX2 genes—is linear with age over a range of five decades. Using just two cytosines from these loci, we built a regression model that explained 73% of the variance in age, and is able to predict the age of an individual with an average accuracy of 5.2 years. In forensic science, such a model could estimate the age of a person, based on a biological sample alone. Furthermore, a measurement of relevant sites in the genome could be a tool in routine medical screening to predict the risk of age-related diseases and to tailor interventions based on the epigenetic bio-age instead of the chronological age.

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