科學家們發現了測量細胞年齡的新方法

由Van Andel研究院（VARI）和Cedars-Sinai的科學家領導的一個研究小組已經開發出一種直觀的計算方法來測量細胞年齡，這一成就可能導致更好，更簡單的癌症和其他疾病的篩查和監測方法。

今天發表在Nature Genetics上的這項研究結果揭示了一種漸進的，可測量的特定化學標籤的損失，這些化學標籤可以調節基因活性，並且在發育的最初階段可以被檢測到。這些變化貫穿一個人的整個生活過程，與細胞而不是時間年齡相關，並預示著癌細胞中發現的變化。

這項工作是Cedars-Sinai的相關作者Benjamin Berman博士和VARI的Peter W. Laird博士和Hui Shen博士長期合作的結果。它建立在Berman和Laird 2011年的一項發現基礎上，首次確定了這些DNA標記 - 稱為甲基 - 的缺失 - 發生在癌症基因組的特定區域。然而，當時使用的技術無法檢測到正常細胞中發生的這一過程。

萊爾德說：「我們的細胞時鐘開始在我們的細胞開始分裂時開始滴答滴答。「這種方法使我們能夠追蹤這些過去的分類歷史，並測量與遺傳密碼相關的年齡相關變化，這可能對正常衰老和功能障礙都有貢獻。」

人體中接近40萬億個細胞中的每一個都可以將其譜系追溯到含有個體DNA原始拷貝的單一受精卵細胞。在一個人的一生中，這些細胞會分裂，根據身體的功能，環境污染和傷口癒合等因素，以不同的速率替換舊的或受損的細胞。

儘管經歷了精心設計的生物質量控制檢查，但每個細胞部門都會破壞基因組的完整性，留下不斷積累的變化。其中最主要的是基因組上甲基基團數量和位置的急劇變化，這是胎兒發育過程中開始並持續一生的過程的一部分。

伯曼說：「我們新方法的結果引人注目的是，他們將這一過程的開始推回到子宮發育的最早階段。」 「鑒於目前的假設認為癌症發展過程相對較晚，這完全令人驚訝，這一發現也表明它可能在腫瘤形成過程中發揮較早的功能作用。」

儘管DNA甲基基團的丟失（稱為低甲基化）是許多癌症的共同特徵，但這種現象背後的機制至今仍未知。它在更高轉換率的組織中出現的癌症中更為深刻，例如皮膚和上皮細胞，許多器官排列的薄層細胞。它也在兒科癌症如髓母細胞瘤（一種罕見的腦瘤）中佔有重要地位。

「更高轉換率的組織通常更易患癌症發展，因為錯誤積累的機會更多，並迫使從正常細胞變為惡性細胞。」Shen說。「我們看到的是一個正常的過程 - 細胞老化 - 一旦細胞發生癌變，細胞老化 - 增加和加速，累積效應類似於失控的貨運列車。」

該項目的分析和數據解釋由Laird，Shen和VARI首席科學官Peter Jones，博士，理學博士實驗室的博士後研究員Wanding Zhou博士領導，第一作者Huy Q. Dinh，博士，時任Berman實驗室項目科學家，Cedars-Sinai生物信息學和功能基因組學中心。該研究涵蓋了39種不同的腫瘤和340多種人類和200多種小鼠數據集 - 最深入的研究類型 - 如果沒有大規模測序項目的大量公開訪問數據，癌症基因組圖譜。

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