อายุทางชีวภาพของคุณคืออะไร? 'นาฬิกาสูงวัย' ใหม่มีคำตอบ

คุณอายุเท่าไหร่จริงๆ?

ดูเหมือนคำถามง่ายๆ มันขึ้นอยู่กับเมื่อคุณเกิด แต่เราทุกคนรู้จักคนที่ดูอ่อนกว่าวัยมาก พวกเขามีผิวและผมที่เปล่งปลั่ง พวกเขาดูเฉียบคมกว่าวัยที่พวกเขาแนะนำ พวกมันมีความกระตือรือร้นอย่างมากด้วยพลังงานที่น่าอัศจรรย์

ทำไม จากการศึกษาหลายครั้งแสดงให้เห็นหลายครั้งว่าเซลล์ เนื้อเยื่อ และผู้คนมี “อายุทางชีววิทยา” ที่อาจใช่หรือไม่สอดคล้องกับอายุของพวกเขาในแง่ของวันเกิด ช่วงชีวิต นักวิทยาศาสตร์ได้รับทราบ เมื่อพิจารณาถึงสิ่งที่ทำให้เรามีอายุมากขึ้น ตัวชี้วัดหลักหนึ่งจะปรากฏขึ้น: นาฬิกาอายุทางชีวภาพ—การวัดที่สะท้อนถึงอายุร่างกายของคุณโดยไม่คำนึงถึงปีของคุณบนโลก

หนึ่งในนาฬิกาอายุที่ได้รับความนิยมมากที่สุดดำดิ่งสู่เซลล์ของเรา เมื่อเราอายุมากขึ้น จีโนมของเราจะเพิ่มสารเคมีที่เปลี่ยนการแสดงออกของยีน เครื่องหมายเหล่านี้เรียกว่าการดัดแปลง epigenetic โดยปกติเพียงแค่ติดและปิดเช่น Velcro แต่เมื่ออายุมากขึ้น จีโนมบางชิ้นก็เพิ่มส่วนย่อยเข้าไปอีกมาก ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วจะทำงานเพื่อปิดยีนออก

กล่าวอีกนัยหนึ่ง เซลล์ของเรามีอายุอีพีเจเนติก (EpiAge) แต่ถ้ามีอะไรนาฬิกาหมายถึงอายุยืนยาว?

พบกับช่างทำนาฬิกา

Dr. Steve Horvath ให้ความสำคัญกับการยืดอายุตั้งแต่ยังเป็นวัยรุ่น นักชีวคณิตศาสตร์ เขาตั้งหน้าตั้งตาใช้แบบจำลองการคำนวณและ AI เพื่อ “เข้าใจวิธีการยืดอายุ"

แต่ในการหากุญแจนั้น เขาต้องการโฟกัส แนวคิดของ Horvath เกิดขึ้นจากอีพีเจเนติกส์ ซึ่งเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพที่ร่างกายของเราควบคุมการแสดงออกของ DNA โดยไม่ต้องเปลี่ยนสาย DNA ด้วยตัวเอง Epigenetics เป็นการเต้นที่ลื่นไหลอย่างยิ่ง โดยมีองค์ประกอบทางเคมีหลายอย่างยึดติดหรือหลุดออกจากสาย DNA การเต้นรำ epigenetic เปลี่ยนแปลงไปตามอายุ แม้ว่าการเปลี่ยนแปลงบางอย่างจะดูเหมือนสอดคล้องกันตลอดเวลา สิ่งนี้ทำให้ Horvath ถามว่า: เราสามารถใช้เครื่องหมายอีพีเจเนติกส์เหล่านี้เพื่อวัดอายุของเซลล์ได้หรือไม่?

เห็นได้ชัดว่าคำตอบคือใช่ หลังจากรวบรวมและวิเคราะห์ตัวอย่างมนุษย์กว่า 13,000 ตัวอย่าง Horvath พบเทปวัดอายุที่น่าประทับใจ กุญแจสำคัญคือการดัดแปลงอีพีเจเนติกประเภทหนึ่งที่เรียกว่าเมทิลเลชั่น ซึ่งมีแนวโน้มที่จะพักบนจุด DNA ที่ขนานนามว่าเกาะ CpG (เราทุกคนต้องการพักร้อน!)

ทีมงานของเขาได้พัฒนาอัลกอริทึมสำหรับอายุทางชีววิทยา ซึ่งเป็นนาฬิกาชีวภาพระดับเซลล์ ซึ่งสร้างความประทับใจให้นักวิจัยอายุยืนยาวด้วยความแม่นยำทั่วทั้งร่างกาย แทนที่จะทำเพียงครั้งเดียว EpiAge ดูเหมือนว่าจะใช้ได้กับอวัยวะและเนื้อเยื่อหลายส่วน ซึ่งอาจส่องแสงว่าความชราเกิดขึ้นได้อย่างไร

“ผมต้องการพัฒนาวิธีการที่ใช้ได้กับเนื้อเยื่อส่วนใหญ่หรือส่วนใหญ่ มันเป็นโครงการที่มีความเสี่ยงมาก” Horvath กล่าวในขณะนั้น

ค่ามัธยฐานผิดพลาดของนาฬิกาคือ 3.6 ปี ซึ่งหมายความว่าสามารถวัดอายุของบุคคลได้ภายใน 43 เดือน ที่น่าประทับใจยิ่งกว่านั้น นาฬิกาใช้แบบจำลองทางสถิติอย่างง่าย ซึ่งพิจารณาการดัดแปลงอีพีเจเนติกบางประเภท นั่นคือ DNA methylation ที่ไซต์เป้าหมายเพียงสองแห่งบน DNA ทั้งหมดที่ต้องใช้คือตัวอย่างน้ำลาย ด้วยการทำงานมากขึ้น Horvath พบรูปแบบที่สะท้อนถึงอายุของเซลล์บางชนิดมากขึ้น เช่น เซลล์ประสาท และเซลล์เม็ดเลือด การทดสอบนี้ “ดีมาก” เควิน ไบรอันท์จาก Zymo Research บริษัทเทคโนโลยีชีวภาพในเมืองเออร์ไวน์ รัฐแคลิฟอร์เนีย กล่าว ในเวลานั้น.

EpiAge ก็เริ่มมองใต้ผ้าคลุม "ความคลาดเคลื่อนระหว่างอายุ epigenetic ตามนาฬิกาเหล่านี้และอายุตามลำดับเวลาเรียกว่าการเร่งความเร็วของ EpiAge" ผู้เขียนกล่าว "การศึกษาทางระบาดวิทยาได้เชื่อมโยงการเร่งความเร็วของ EpiAge กับโรคทางพยาธิวิทยา สภาวะสุขภาพ วิถีชีวิต สภาพจิตใจ และปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่หลากหลาย ซึ่งบ่งชี้ว่านาฬิกา epigenetic เข้าสู่กระบวนการทางชีววิทยาที่สำคัญซึ่งเกี่ยวข้องกับการชราภาพ"

ยังมีคำถามที่ชัดเจนอยู่หนึ่งข้อ: นาฬิกา EpiAge นั้นวัดอะไรกันแน่?

จุดเด่นของความชรา

หากคุณมีปัญหาในการเชื่อมโยงการดัดแปลงอีพีเจเนติกกับการชราภาพ ฉันรู้สึกว่าใช่ "แม่เหล็กติดตู้เย็น" สำหรับจีโนมเปลี่ยนแปลงอะไรได้อย่างไรและทำไม

ให้ฉันแนะนำคุณให้รู้จักกับกงล้อแห่งวัย

เมื่อซูมเข้าไปในยีนของเรา จีโนมจะไม่เสถียรมากขึ้น ซึ่งหมายความว่ามีโอกาสเกิดการกลายพันธุ์มากขึ้น เทโลเมียร์ ฝาครอบป้องกันยีน สูญเปล่าไป โปรตีนเริ่มมีพฤติกรรมแปลก ๆ บางครั้งก็ก่อตัวเป็นกลุ่มที่อุดตันระบบการกำจัดของเสียของเซลล์ ซึ่งอาจนำไปสู่ อัลไซเม และความผิดปกติของระบบประสาทอื่นๆ โรงงานพลังงานของเซลล์ ไมโทคอนเดรีย สปัตเตอร์ และการทำงานผิดปกติ เซลล์ไม่สามารถรับรู้สารอาหารที่ลอยอยู่รอบๆ ได้อีกต่อไป ที่แย่กว่านั้นคือ เซลล์บางเซลล์เลิกใช้อย่างสมบูรณ์และกลายเป็น “เซลล์ซอมบี้” ที่ชราภาพ—พวกมันไม่ตาย แต่ไม่ได้ทำหน้าที่ตามปกติ แทนที่จะพ่นสารเคมีภูมิคุ้มกันที่เป็นพิษออกมา

ประเด็นคือ เราไม่รู้ว่าทำไมพฤติกรรมการสูงวัยแบบต่างๆ เหล่านี้จึงเกิดขึ้น และเมื่อวัดอายุ เราไม่รู้ว่านาฬิกาที่มีอายุมากขึ้นนั้นสอดคล้องกับลักษณะเด่นเหล่านี้อย่างไร ส่วนหนึ่งเป็นเพราะเหตุใดจึงมีนาฬิกาเก่าหลายเรือน EpiAge เป็นหนึ่งเดียว อีกอย่างคือ (ไม่ได้ล้อเล่น) ผิวหนังและเลือดซึ่ง “ทำนายอายุขัยและเกี่ยวข้องกับเงื่อนไขที่เกี่ยวข้องกับอายุมากมาย”

In การศึกษาใหม่, ตีพิมพ์ใน ธรรมชาติสูงวัยHorvath และ Dr. Ken Raj ที่ Altos Labs ได้เริ่มขั้นตอนแรกในการเชื่อมโยงนาฬิกา epigenetic เข้ากับจุดเด่นของความชรา ทีมงานใช้เซลล์มนุษย์ที่ได้รับบริจาคจากคนที่มีสุขภาพดี 14 คน ซึ่งปลูกในตู้คอนเทนเนอร์ในห้องแล็บ ทีมงานได้แบ่งเซลล์ออกเป็นสี่กลุ่ม ตัวหนึ่งถูกฉายรังสี อีกตัวถูกปรับแต่งให้กลายเป็นมะเร็ง และตัวที่สามกลายเป็นเซลล์ "ซอมบี้" ชราภาพ กลุ่มที่สี่ถูกทิ้งให้อยู่ตามลำพังโดยไม่มีการรักษาใดๆ

ผู้เขียนอธิบายการรักษาเหล่านี้สะท้อนถึงจุดเด่นที่สำคัญของอายุ ตัวอย่างเช่น การฉายรังสีในปริมาณน้อย ทำให้จีโนมที่เลียนแบบความชราไม่เสถียร และเซลล์ก็ชราภาพได้เพียงสองสัปดาห์ เซลล์ที่เหมือนมะเร็งก็มีอายุมากขึ้นเช่นกันในเวลาเพียงไม่กี่วัน ทว่าน่าประหลาดใจที่เซลล์ไม่ได้มีอายุตาม EpiAge แม้ว่าจะทำการทดสอบในเซลล์อื่นก็ตาม "ผลลัพธ์เหล่านี้ที่ได้จากการตรวจสอบโดยใช้เซลล์หลักของมนุษย์และหนูเมาส์ที่แตกต่างกัน และปริมาณรังสีและสูตรการรักษาหลายขนาน แสดงให้เห็นว่าการแก่ชราของอีพีเจเนติก...ไม่ได้รับผลกระทบจากความไม่เสถียรของจีโนมที่เกิดจากการแตกของดีเอ็นเอที่เกิดจากรังสี" ผู้เขียนกล่าว

กล่าวอีกนัยหนึ่งสิ่งที่ EpiAge วัด - เปลี่ยนเป็น CpG epigenome ของเซลล์ - ไม่จำเป็นต้องทำนายสถานะการชราภาพ "ซอมบี้" ของเซลล์ ในทำนองเดียวกัน นาฬิกาดูเหมือนจะไม่ตรงกับปัญหาเทโลเมียร์หรือความเสถียรของจีโนมทั่วไป

ตรงกับอะไร? พลังงาน. เมื่อแยกย่อย EpiAge เกี่ยวข้องกับความสามารถของเซลล์ในการรับรู้สารอาหาร ซึ่งเป็นสัญญาณสำคัญที่บอกให้เซลล์เติบโต การสืบพันธุ์ หรือเหี่ยวเฉา ผู้ร่วมงานอีกคนหนึ่งคือกิจกรรมของไมโตคอนเดรียซึ่งสร้างพลังงานให้กับเซลล์ สุดท้าย EpiAge ก็ดูเหมือนจะสะท้อนถึงปริมาณเซลล์ต้นกำเนิดในตัวอย่าง ซึ่งการเปลี่ยนแปลงจะเริ่มขึ้นตั้งแต่เนิ่นๆ

ผู้เขียนกล่าวว่า "การสังเกตว่าการแก่ชราเริ่มต้นขึ้นตั้งแต่อายุยังน้อยเป็นไปได้ เพราะปัจจุบันสามารถวัดอายุโดยอาศัยชีววิทยาของเซลล์ แทนที่จะใช้เวลาผ่านไป" สำหรับนาฬิกาที่มีอายุมากขึ้น "การวัดนี้ช่วยให้สามารถซักถามความเชื่อมโยงระหว่างอายุกับอายุขัยได้"

ในขณะที่นาฬิกาที่มีอายุมากขึ้นกลายเป็นกระแสหลักมากขึ้น คำถามก็คือว่าแต่ละมาตรการเป็นอย่างไร "ความตื่นเต้นหลังจากการพัฒนานาฬิกา epigenetic ได้รับการแต่งแต้มด้วยความไม่แน่นอนเกี่ยวกับความหมายของการวัด"

การศึกษานี้เป็นหนึ่งในกลุ่มแรกๆ ที่เชื่อมโยงนาฬิกาสูงอายุอันทรงพลังเข้ากับเครื่องหมายรับรองความชรา ผู้เขียนเขียนว่า "ความเชื่อมโยงของ epigenetic aging กับเครื่องหมายรับรองความชรา XNUMX ประการบ่งบอกว่าลักษณะเด่นเหล่านี้มีความเชื่อมโยงกันในระดับที่ลึกกว่า"

กล่าวอีกนัยหนึ่ง เราได้เริ่มมองหาสิ่งที่รวมเส้นสายต่างๆ ของความชราไว้ด้วยกัน "การขาดความเชื่อมโยงระหว่างลักษณะเฉพาะของวัยชราและการชราภาพแบบ epigenetic แสดงให้เห็นว่าการแก่ชราเป็นผลมาจากกลไกแบบพหุคู่ขนาน" ผู้เขียนกล่าว บางส่วนอาจเป็นเพราะการเปลี่ยนแปลงของอีพีเจเนติกส์ อื่น ๆ อันเนื่องมาจากการสึกหรอ นำความชราของความบ้าคลั่งมาสู่วัยชรา

เครดิตภาพ: ไอคอน8_team ราคาเริ่มต้นที่ Pixabay

• คอยน์สมาร์ท การแลกเปลี่ยน Bitcoin และ Crypto ที่ดีที่สุดในยุโรป
• เพลโตบล็อคเชน Web3 Metaverse ข่าวกรอง ขยายความรู้. เข้าฟรี
• คริปโตฮอว์ก เรดาร์ Altcoin ทดลองฟรี.
• ที่มา: https://singularityhub.com/2022/05/24/whats-your-biological-age-a-new-aging-clock-has-the-answer/