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加州大学圣地亚哥医学院的研究人员发布了新的研究结果，揭示了一个古老问题的新视角：是什么在分子层面上导致衰老？他们的发现，发表在 Nature Aging 上，描述了两个最被接受的解释之间前所未见的联系：随机基因突变和可预测的表观遗传修饰。后者，也被称为表观遗传时钟理论，已被科学家广泛用作生物衰老的一种一致的、定量的衡量标准。
然而，新研究表明，这个过程可能并不那么简单。
"主要研究机构和公司正在押注于逆转表观遗传时钟，作为逆转衰老影响的策略，但我们的研究表明，这可能只是治疗衰老的一个症状，而不是根本原因，"共同通讯作者、加州大学圣地亚哥分校医学院和加州大学圣地亚哥分校雅各布工程学院的教授Trey Ideker博士说道。
"如果突变确实是导致观察到的表观遗传变化的原因，那么这一事实可能会从根本上改变我们未来对抗衰老努力的方式。"
关于衰老与DNA之间关系的两种主要理论。体细胞突变理论认为，衰老是由于突变的积累造成的，这些突变是我们DNA序列中随机发生的永久性变化。表观遗传时钟理论认为，衰老是由于表观遗传修饰的积累造成的，这些修饰是对DNA化学结构的微小变化，不会改变基础序列，而是改变哪些基因是开启或关闭的。与突变不同，表观遗传修饰在某些情况下也可以被逆转。
因为表观遗传修饰只发生在我们基因组的特定位置，而不是随机位置，因此它们更容易量化，并且已成为科学家确定细胞“生物年龄”的首选方法。然而，科学家们长期以来一直在思考这些表观遗传变化的来源。
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CpG突变事件的频率和甲基化状态。来源：Nature Aging (2025)。DOI: 10.1038/s43587-024-00794-x
为了回答这个基本问题，研究人员分析了来自癌症基因组图谱和全基因组泛癌症分析的9,331名患者的数据。通过比较遗传突变与表观遗传修饰，他们发现突变与DNA甲基化的变化（表观遗传修饰的一种）有可预测的相关性。
他们发现单一的突变可以引发基因组中一系列的表观遗传变化，而不仅仅是在突变发生的地方。利用这种关系，研究人员能够通过突变或表观遗传变化来做出类似的年龄预测。
“表观遗传时钟已经存在多年，但我们现在才开始回答表观遗传时钟为何会走的这个问题，”首席作者、加州大学圣地亚哥分校生物信息学博士候选人Zane Koch说。“我们的研究首次证明，表观遗传变化与随机遗传突变之间有着复杂且可预测的联系。”
研究的作者指出，仍需进一步研究以全面理解躯体突变与衰老中的表观遗传变化之间的关系。然而，研究的发现为我们理解衰老过程提供了重大突破，并对开发旨在预防或逆转衰老的新疗法具有重要意义。
"如果体细胞突变是衰老的根本驱动因素，而表观遗传变化只是跟踪这一过程，那么逆转衰老将比我们之前想的要困难得多，" 共同通讯作者、加州大学旧金山分校旧金山协调中心执行主任、萨特健康加州太平洋医学中心研究所高级研究科学家史蒂文·卡明斯（Steven Cummings）医学博士补充道。
"这将我们的关注点从将衰老视为一个程序化的过程转向一个在很大程度上受到随机、累积性变化影响的过程。"
除了Ideker、Cummings和Koch，该研究还由加州大学圣地亚哥分校的Adam Li和加州太平洋医疗中心研究所及加州大学旧金山分校的Daniel S. Evans共同撰写。
更多信息： Zane Koch 等人，体细胞突变作为表观遗传老化的解释，Nature Aging (2025)。 DOI: 10.1038/s43587-024-00794-x
期刊信息: 自然衰老
引用: 为什么我们的生物钟在滴答作响：研究调和了衰老的主要理论 (2025年1月21日) 于2025年1月23日检索自 https://medicalxpress.com/news/2025-01-biological-clock-major-theories-aging.html
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