Nat Genet：科學家發現了一種能測定細胞年齡的新方法

日前，一項刊登在國際雜誌Nature Genetics上的研究報告中，來自美國文安德爾研究所（Van Andel Research Institute，VARI)等機構的研究人員通過研究開發了一種簡單直接的計算方法來測定細胞的年齡，這一壯舉性研究或能幫助研究人員針對癌症和其它人類疾病開發出更加有效簡單的篩查和監測方法。

圖片來源：medicalxpress.com

研究人員表示，我們利用了一種漸進的能夠測量損失的特殊化學標記進行研究，這種標記能夠調節基因的活性，同時在機體發育最早期階段能夠被檢測到，這些變化能夠貫穿個體的一生，其與機體細胞相關而不是機體的實際年齡，能夠有效預測癌細胞的變化情況。這項研究基於2011年研究人員的發現，此前研究者Berman及同事首次在癌症基因組的特殊區域中發現甲基化基團（DNA標記）的缺失，然而，此前研究者所使用的技術無法檢測到正常細胞中所發生的變化。

研究人員Laird說道，當細胞開始分裂時，細胞的細胞時鐘就開始計時了，我們所開發的新方法能夠幫助我們追蹤細胞過去分裂的歷史，同時測定年齡相關的遺傳代碼的改變情況，這些改變或能促進機體正常的老齡化和異常狀況。人類機體中含有近乎40萬億個細胞，每個細胞都能夠被追溯到其含有單一DNA拷貝的單一受精卵細胞，在人的一生中，這些細胞會不斷分裂，在不同階段，根據機體不同的因素移除損傷或衰老的細胞，比如在環境刺激下或傷口癒合時。

儘管機體已經進行了詳細的生物質量控制檢查，但每個細胞分類都會破壞基因組的完整性，從而留下一些不斷積累的變化，其中最為主要的就是基因組中甲基化基團數量和位置會發生巨大變化，而這也是胚胎開始發育時所出現的過程，同時該過程還會貫穿機體整個生命周期。研究者Berman說道，我們所採用的新技術能夠將這一過程推動到胚胎在子宮發育的早期階段，這讓人覺得非常奇妙，考慮到目前研究者的假設，似乎在通往癌症的道路上，這一過程的進程相對較晚一些，同時其在腫瘤形成的早期階段也扮演著至關重要的作用。

當甲基化基團缺失，即出現低甲基化，就形成了很多癌症最常見的特徵，然而目前研究人員並不清楚其背後所涉及的分子機制，然而在較高更新率的組織中出現癌症似乎更為嚴重一些，比如皮膚和上皮組織，這種現象在兒童癌症中表現也尤為突出，比如兒童的髓母細胞瘤。研究者Shen說道，較高更新率的組織通常而言都非常容易患上癌症，因為這些組織中會積累很多錯誤，同時也會驅動正常細胞轉化成為癌變細胞，而一旦細胞發生癌變的話，正常的細胞衰老過程就會增強並加速這一效應，累積效應似乎是一列失控的「貨運列車」。

研究者Wanding Zhou表示，這項研究涵蓋了39種不同的腫瘤、超過340個人類和200個小鼠的資料庫，我們對其進行了深度的分析，如果沒有來自大規模測序研究（包括癌症基因組圖譜）計劃所公開的數據研究人員或許無法進行相應的深入分析，而本文研究恰恰就是一個很好的例子，由於研究人員能夠獲取更為廣泛的數據，如今他們就能看到這些數據的確能夠有效推動他們在各領域的研究進展了

Wanding Zhou, Huy Q. Dinh, Zachary Ramjan,et al. DNA methylation loss in late-replicating domains is linked to mitotic cell division. Nature Genetics(2018) doi:10.1038/s41588-018-0073-4