Search
השעון האפיגנטי מהדור הבא מנבא במדויק את סיכון התמותה

השעון האפיגנטי מהדור הבא מנבא במדויק את סיכון התמותה

באמצעות הדור הבא של שעון CheekAge, מדענים יכולים כעת לחזות תמותה במדויק על ידי ניתוח תאי לחיים, תוך מתן תובנות חדשות לגבי הזדקנות והערכת סיכונים בריאותיים. פריצת דרך זו עשויה לעצב מחדש את העתיד של ניטור בריאות מותאם אישית.

לִלמוֹד: CheekAge, שעון בוקאלי מהדור הבא, מנבא תמותה בדם אנושי. קרדיט תמונה: Shutterstock AI Generator / Shutterstock.com

במחקר שפורסם לאחרונה ב-Frontiers in Aging, חוקרים משתמשים ב-CheekAge, שעון אפיגנטי מהדור הבא, כדי לחזות את הסיכון לתמותה.

על שעונים אפיגנטיים

שעון הזדקנות אפיגנטי הוא מודל למידת מכונה המנבא גיל כרונולוגי בהתבסס על מתילציה של DNA. מתילציה של DNA מתרחשת בעיקר על דינוקלאוטידים שנוצרו על ידי ציטוזינים ואחריהם שאריות גואנין (CpG).

ניתן לאמן שעונים אפיגנטיים כדי לקבוע גיל כרונולוגי או לחזות תוצאות בריאותיות ברמת האוכלוסייה. שעונים מהדור הראשון משמשים לעתים קרובות בחקירות משפטיות, מכיוון שהם אומנו לחזות גיל כרונולוגי.

באופן השוואתי, שעונים מהדור הבא משתמשים בנתוני מתילציה כדי לספק תובנות חשובות לגבי תוצאות בריאות ואורח חיים. עם זאת, מודלים אלה דורשים דגימות דם, מה שמגביל את השימוש בהם לשימוש ביתי או אצל מבוגרים.

מה זה CheekAge?

CheekAge הוכשרה על מערך הנתונים ה buccal Infinium MethylationEPIC, הכולל למעלה מ-200,000 אתרי מתילציה של DNA מיותר מ-8,000 דגימות של תאים בוקאלים בוגרים. CheekAge פותחה על מנת להעריך את הגיל האפיגנטי ולזהות כל קשר שקיים בין אורח חיים וגורמי בריאות/מחלות כמו פעילות גופנית שבועית, איכות שינה, מתח ותזונה.

בעבר, החוקרים של המחקר הנוכחי דיווחו על גיל לחיים גבוה יותר בחולים עם מצבים כמו מנינגיומה או פרוגריה, זיהומים בדרכי הנשימה והיסטוריה של סרטן בילדות שדרשו טיפול בקרינה. המחקר הנוכחי מבקש לבחון את הדיוק של CheekAge בניבוי הסיכון למוות מאחר שהדבר נדרש מסמן ביולוגי הזדקנות איכותי.

לגבי המחקר

החוקרים השתמשו ב-CheekAge כדי לחזות תמותה ב-Lothian Birth Cohorts של 1921 ו-1936. קבוצות אלה הוקמו בתחילה כדי לנטר את ההזדקנות הקוגניטיבית והמוחית ולתעד אורח חיים וגורמים פסיכו-סוציאליים, בנוסף לנתונים ביו-רפואיים, גנטיים, אפיגנטיים ונוירו-דמייה בכל המחקרים. משתתפים.

המחקר הנוכחי כלל 1,513 משתתפים עם נתוני מתילציה. הגיל הכרונולוגי נע בין 67.8 ל-90.6 שנים.

נתוני התמותה התקבלו ממרשם בריאות מרכזי והומרו לגיל בימים בזמן המוות, שהיוו את מדד התוצאה. נתוני המתילציה האחרונים שימשו כדי לחזות את גיל הלחי.

בתחילה, החוקרים יישמו את ה-Infinium HumanMethylation450 CpGs המבוסס על מתילציה בדם על הנתונים המקוריים של מערך ה-Infinium MethylationEPIC שבו הוכשרה CheekAge. עם זאת, כ-50% מתשומות CpG היו חסרות עקב הבדלים בין מערכי הנתונים. למרות זאת, החוקרים השיגו תוצאות דומות לאלו שהתקבלו במודל CheekAge המלא עם כל ה-CpGs הזמינים.

לאחר מכן, Infinium HumanMethylation450 CpGs הוחל על נתוני Lothian. לאחר מכן נקבע גיל הדלתא הסטנדרטי על ידי חלוקת גיל הדלתא, המחושב על ידי הפחתת הגיל הכרונולוגי מהגיל האפיגנטי, בסטיית התקן של כל גילי הדלתא. זה הראה מתאם משמעותי עם תמותה.

ממצאי המחקר שיקפו עלייה של 21% בתמותה עבור כל שינוי ביחידת סטיית תקן. עקומות הישרדות חזו ש-50% מהאנשים עם גיל הלחיים הדלתא הגבוה ביותר היו מתים 7.8 שנים מוקדם יותר מאלה עם גיל הלחי הנמוך ביותר.

זו הפעם הראשונה שבה סמן ביולוגי להזדקנות שפותח עבור רקמה בוקאלית חזה תמותה מנתוני מתילציה בדם.

השוואה לשעונים אחרים

CheekAge השיגה בעקביות ביצועים טובים יותר מכל שעוני הדור הראשון בשימוש בו-זמנית בנתוני העוקבה. למעשה, תפוקות ה-CheekAge היו דומות לשעון ה-DNArn PhenoAge מהדור הבא, שהצביע על עלייה של 23% בתמותה עבור כל שינוי בסטיית תקן של יחידה. חשוב לציין, DNArn PhenoAge הוכשר על דגימות דם ולא על דגימות בוקאליות המשמשות עבור CheekAge.

מדדי תמותה

גיל הדלתא גם נבדק מחדש ביחס לכל אחד מה-CpGs. עם כל הסרה איטרטיבית של CpG, חושבה המשמעות של קשר התמותה. זה הוביל לזיהוי של 'CpGs של תמותה ונגד תמותה', המוגדרים כ-CpG שמגדילים ומפחיתים את המשמעות של סיכון התמותה החזוי.

ההשפעה הגדולה ביותר נצפתה עם הסרת התמותה CpG cg14386193, המובאת לגן ALPK2. זֶה הוביל לעלייה כמעט פי שלושה בערך הגילוי הכוזב (FDR). CpGs אחרים, כמו cg00991744 ו-cg20210051, שניהם מובנים ל PDZRN4גן מדכא גידול אפשרי, ו-cg00664454, המצוין ב-CPNE2, היו גם מנבאים את הסיכון לתמותה.

CpGs לתמותה אלה היו מעורבים בהזדקנות או במחלות הקשורות לגיל, כגון הישרדות, סרטן, אוסטאופורוזיס או תסמונת מטבולית. עם זאת, יש צורך במחקר נוסף כדי לאשר את ההשפעות התעתיקות של CpGs לתמותה.

ניתוחי העשרה של ה-CpGs המוערים עם אסוציאציות תמותה בוצעו גם כדי להבהיר את תפקידם הביולוגי. לשם כך, מספר גנים הקשורים ל-CpGs נגד תמותה היו קשורים גם לתהליכי התפתחות, מורפוגנזה ופרוטאוסטזיס.

מסקנות

יחד, אנו מספקים אימות חשוב ל-CheekAge ומדגישים CpGs חדשניים העומדים בבסיס קשר תמותה שזוהה לאחרונה."

למרות הזמינות המוגבלת של תשומות CpG שהתקבלו מרקמה אחרת, CheekAge זיהה קשרים משמעותיים עם תמותה. ההיבט האורך של מערך הנתונים מבטיח שהמודל הזה עלה על השעונים מהדור הראשון שאומנו על מערכי נתונים שמקורם בדם.

רוב המתילציות הקשורות להזדקנות הן ספציפיות לרקמות; לכן, יש צורך במחקר מעקב אורך כדי להבהיר לאילו CpGs יש את הקשר החזק ביותר לתמותה.

דילוג לתוכן