大约一个世纪前，科学家发现减少卡路里的摄入量可以显着延长某些动物的寿命。尽管此后进行了大量研究，但研究人员仍无法确切解释原因。现在，天普大学路易斯卡兹医学院的研究人员已经突破了这个障碍。在9月14日在线发表于《自然通讯》上的新工作中，他们是第一个表明表观基因组随年龄变化的速度与跨物种寿命的关系，而热量限制会减缓这种变化过程，从而有可能解释其对寿命的影响。
医学博士让-皮埃尔·伊萨(Jean-Pierre Issa)解释说：“我们的研究表明，表观遗传漂移的特点是随着时间的流逝，基因组中DNA甲基化的增加和减少，在小鼠中发生的速度比猴子快，在猴子中的发生速度也比人类快。” LKSOM的Fels癌症研究所所长，以及这项新研究的高级研究员。这些发现有助于解释为什么老鼠平均只能存活大约2至3年，恒河猴大约可以存活25年，而人类则可以平均存活70或80年。
DNA甲基化等化学修饰控制着哺乳动物基因，成为何时应该使用基因的书签-这种现象被称为表观遗传学。Issa博士说：“甲基化模式在整个生命中稳定地漂移，甲基化在基因组的某些区域增加，而在另一些区域则减少。”先前的研究表明，这些变化会随着年龄的增长而发生，但还不清楚它们是否也与寿命有关。
Issa博士的团队在首先检查了从三种年龄(小鼠，猴子和人类)中每个物种的不同年龄个体收集的血液中DNA的甲基化模式后，才做出了发现。小鼠的年龄从几个月到近三年不等，猴子的年龄从不到一年到30岁不等，人类的年龄从零岁到86岁(用脐血代表零年龄)。通过深度测序技术分析了DNA甲基化中与年龄相关的变异，揭示了不同的模式，老年个体中甲基化的增加发生在未甲基化的基因组位点，反之亦然。
在随后的分析中，在随着年龄增长而甲基化的基因组区域中观察到了基因表达的惊人损失，而甲基化程度较低的区域则显示了基因表达的增加。对受年龄相关的甲基化变化影响的基因子集的研究表明，甲基化漂移与寿命之间存在反比关系。换句话说，表观遗传变化的数量越多，发生的越快，物种的寿命越短。
Issa博士说：“我们的下一个问题是，是否可以改变表观遗传漂移以延长寿命。”已知会增加动物寿命的最强因素之一是卡路里限制，其中饮食中的卡路里减少，同时仍保持必需营养素的摄入。为了检验其效果，研究人员将幼鼠的卡路里摄入量减少了40%，将中年猴子的卡路里摄入量减少了30%。在这两个物种中，均观察到表观遗传漂移的显着减少，因此在限制热量饮食下，老年动物的甲基化与年龄相关的变化与幼年动物相当。
通过最新发现，Issa博士及其同事能够提出一种新的机制-表观遗传漂移的减缓-解释卡路里限制如何延长动物的寿命。他说：“热量限制对寿命的影响已有数十年之久，但是由于现代定量技术的应用，我们能够首次证明表观遗传漂移随寿命的增加而显着减慢。”
这些发现对健康研究具有重要意义，因为最近的研究表明，大量的表观遗传漂移会增加与年龄有关的疾病(包括癌症)的风险。Issa博士说：“我们的实验室率先提出了改变表观遗传漂移的想法，以此来改变疾病风险。”“但是为什么表观遗传漂移在某些人中发生得更快而在另一些人中发生得慢仍然不清楚。”
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