Science：與衰老和疾病相關的“端粒長度”研究獲重大突破！_風聞

端粒是存在於真核細胞線狀染色體末端的一小段DNA-蛋白質複合體，關於其長度的問題已備受矚目。因為它已被認為是人類衰老和疾病的重要生物標誌物。然而，大多數關於端粒長度和健康之間關係的研究都只限於單一的組織類型，即血液。對於研究衰老、疾病和生活方式對端粒長度影響的研究人員來説，血細胞是否可以作為其他組織的可靠替代物呢？

北京時間9月11日，發表**《Science》****上的一項新研究中，來自美國芝加哥大學領導的研究團隊對近1000名遺體捐贈者的25種不同人體組織的端粒長度進行了檢測。結果表明，****全血端粒長度可以作為其他組織中端粒長度的替代物。**該研究進一步支持了已有的端粒長度與衰老和疾病之間關係的研究。

端粒是位於染色體末端的重複的非編碼DNA序列，就像保護帽一樣防止基因組的退化。每次細胞分裂時，染色體都必須進行復制，給每個新細胞一個新拷貝，防止染色體相互融合和不被核酸酶降解，因此在每次複製時都會丟失一部分。端粒提供了少量額外的染色體作為緩衝，以保護重要的遺傳信息不會丟失。

正常衰老與端粒縮短有關，而端粒縮短與死亡率和與年齡相關疾病有關。但端粒縮短、衰老和疾病之間的關係尚未完全釐清，部分原因是科學家們還沒能完全瞭解端粒在不同組織類型之間的變化差異。

研究第一作者、芝加哥大學公共衞生科學系博士後研究員Kathryn Demanelis説：“大多數關於人類端粒長度的研究都集中在容易採集到的組織類型上，如血液或唾液。我們想了解在全血細胞中發現的端粒長度與在其他組織中發現的是否一致。”

在這項新研究中，研究人員利用了基因型-組織表達（GTEx）項目的組織樣本庫，這是一項大規模的公共資源，已從近千名人類供體的不同類型的組織中收集了樣本。

該研究通訊作者、芝加哥大學公共衞生科學和人類遺傳學助理教授Brandon Pierce説：“GTEx項目最初是為了研究遺傳變異如何調節不同組織中的基因活性，以及組織間的差異。我們將GTEx組織庫視作一個機會，它可以讓我們研究通常不容易獲得的組織類型，得以查看端粒長度這個重要的生物標誌物，並開始就端粒長度與肺癌等疾病之間的關係，以及端粒在不同組織中如何隨着年齡增長而縮短等提出更深層次的問題。”

該研究合著者、助理教授Muhammad Kibriya稱，他們使用了一種新型測定端粒長度的方法，成本與傳統方法相當，但具有更高的分析通量和更好的精確度。Kibriya説：“通過分析超過20種組織類型的6000多個組織樣本和近1000個死後人體樣本，我們能在其中發現端粒長度在統計學上有顯著差異。”

這使研究人員可以比較不同組織的端粒長度，如皮膚、大腦、肺、結腸和腎臟，以及血細胞中端粒的長度。

他們發現，在研究的23個組織樣本中，有15個組織中的端粒長度與全血細胞中的端粒長度呈明顯的正相關，從而支持使用容易收集的全血細胞端粒長度作為難以獲得組織（如大腦和腎臟）中端粒長度的替代物。

Pierce説：“我們還可以通過觀察所有這些組織類型來回答血細胞端粒的問題。一些模式在不同的組織中都存在，比如衰老過程中的端粒較短；非裔血統的人的端粒較長；女性的端粒較長等。”

這項研究有助於澄清過去關於個體特徵與端粒長度之間關係相互矛盾的研究結果。

這些結果將幫助研究人員瞭解端粒長度的哪些方面是由遺傳因素決定的，哪些則可能受到生活方式、環境暴露或表觀遺傳變化的影響。反過來，這將使科學家更容易研究和理解特定生物標誌物在衰老和疾病中的作用。

Pierce説：“作為流行病學家，我們總是試圖通過研究血液樣本來回答問題。因此我們必須意識到這些生物標誌物在不同組織類型中是如何變化的。這存在一個很大的侷限。但我們知道遺傳的基因組序列在每個組織中都是相同的，所以如果我們能瞭解特定的遺傳變異是如何影響特定組織類型中的生物標誌物，如端粒長度，這將使研究變得更容易。反過來，我們還可以利用生物標誌物來預測遺傳變異。”

研究人員表示，未來的項目將進一步探索GTEx樣本庫，觀察不同組織類型的各種生物標誌物。

Demanelis説：“這項第一項提供資源的研究，可以更深入地瞭解端粒在不同組織中的長度，並允許其他研究人員將他們的數據與我們的結果進行比較。下一步，我們將研究其他標誌物，如DNA甲基化和不同類型組織的體細胞突變，以瞭解它們與端粒長度和衰老之間的關係。”

論文鏈接：

https://science.sciencemag.org/content/369/6509/eaaz6876