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长寿最多3成靠父母基因遗传,生长过程中细胞随机变异也起重要作用

Emma Chou

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一种新的衰老模型不仅考虑了基因和环境,还考虑了细胞水平上随机出现的微小变化。大学教授凯莱布·芬奇提出了“衰老的三部分显型”作为一个新的概念模型,来解释为什么寿命变化如此之大,即使在拥有相同基因的同卵双胞胎中也是如此。芬奇提到,只有10%到35%的长寿可以追溯到遗传自父母的基因。

芬奇与研究生阿明·哈加尼共同撰写了介绍这一模型的论文,他们提出,人类衰老模式和寿命的有限遗传性是基因-环境相互作用的结果,以及人体细胞的随机或偶然变化。这些随机变化包括在发育过程中发生的细胞变化、生命后期发生的分子损伤等等。

新模型是“暴露组”(exposome)概念的自然延伸。“暴露组”概念最早是由癌症流行病学家克里斯托弗·保罗·怀尔德(Christopher Paul Wild)于2005年提出的,目的是让人们关注对终生接触环境致癌物的更多数据的需要。“暴露组”的概念说明了外部因素(从空气污染、社会经济地位到个人饮食和锻炼模式)是如何与体内因素(如身体的微生物群和脂肪沉积)相互作用的。   

芬奇说,新模型表明,在基因表达中,一个细胞一个细胞的变化,在发育过程中产生的变化,随机突变,以及表观遗传学的变化——开启或关闭基因——应与传统的关于衰老的遗传或环境研究明确地分开考虑。最前沿的研究技术,包括单细胞内基因转录的研究以及可以说明单个蛋白质如何与DNA相互作用的芯片测序技术,已经为这些偶然性过程提供了更详细的研究。

在论文中,芬奇和哈加尼讨论了几个例子,说明DNA本身很难预测与年龄有关的疾病的风险,而环境暴露以及暴露的时间和持续时间(包括在发育期间或几十年的过程中)严重影响了这些风险。

一个与阿尔茨海默氏症风险增加相关的基因的著名例子是ApoE-4,然而,拥有ApoE-4基因并不一定意味着某人会得老年痴呆症。对小鼠和人类的研究表明,ApoE-4和相关基因簇与暴露在空气污染或香烟烟雾中相互作用,从而影响风险,而且阿尔茨海默症患者的表观遗传学与未患该疾病的个体相比也存在差异。  

他补充说,环境暴露的概念可以延伸得比许多人预期的更远。过早接触疾病会影响到以后的健康风险,而且会影响到几代人。

“我们所处的环境可以追溯到我们的祖母,因为我们的卵子在母亲出生时就在她的卵巢里。” 芬奇解释说。“所以这就意味着,在我的情况下,因为我的祖母生于1878年,我很可能带有一些19世纪环境的痕迹,包括更大程度上暴露于传染病,因为当时没有抗生素。”

芬奇说,他希望关于基因、环境和随时间变化的随机变化如何影响衰老的更全面的模型,能够推动一种新的讨论,即快速发展的精准医疗领域需要考虑哪些因素来促进健康衰老。

芬奇认为在理解个体衰老模式方面将会有更大的认识,我们只能通过了解基因风险来定义它,我们必须更全面地了解一个人一生所受的影响、环境和生活方式,以便更好地了解特定疾病的遗传风险。

译/前瞻经济学人APP资讯组

参考资料:

https://medicalxpress.com/news/2021-03-genes-environment-random-variations-important.html

https://academic.oup.com/biomedgerontology/advance-article-abstract/doi/10.1093/gerona/glab045/6134451?redirectedFrom=fulltext


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