「端粒长度」“生命时钟”端粒的哪些维度,可以作为临床的衰老生物指标?( 二 )
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可见 , 端粒相关序列不仅存在于细胞核中也存在于细胞质 , 甚至胞外的外泌体中 。 因此在端粒的测量中 , 不同的样本和提取方式/产品将会影响最终的测量结果 。
一、端粒与衰老及端粒长度的测量
1、端粒与衰老
许多流行病学研究发现了端粒磨损和衰老以及一些生物数据如发病率和死亡率间的联系 。
比如 , 在欧洲老年人群中发现 , 短的白细胞端粒是机体功能下降的独立风险因素;也有研究表明端粒磨损与BMI增加有关 , 这为联接肥胖与衰老提供了一条可能的通路 。 然而 , 这些研究中使用的大多数方法学都不在预期之内 , 因此得到的重要实验参数和端粒长度之间的关系受到了质疑 。
除此之外 , 最近的证据表明 , 端粒长度可能无法在老年人群中作为功能性衰老的临床标志物 , 然而它在涉及年轻人和中年人群的纵向研究中却表现出了关键的作用 。 而且 , 在不同的细胞类型中 , 端粒的磨损率也不同 , 即不同的组织和器官的衰老速率不同 。 另外 , 端粒磨损率的高个体间变异也在纵向研究中被报道 。
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这些异质性恰恰表明 , 相比于“时间”年龄 , “生物”年龄能够更加准确地预测衰老的速度 。 端粒长度正是目前研究最广泛的“生物年龄预测子”(虽然新的预测子“表冠遗传学时钟”正在兴起) 。
注:许多证据表明 , 不同的预测子可以反映衰老的不同方面 , 尽管它们之间可能本身就有联系 。 目前端粒研究最吸引人的领域是探究端粒缩短如何诱导与人类衰老相关的表冠遗传和基因表达的改变 。 多种预测子的联用可以帮助我们更好地预测复杂的衰老进程 。
越来越多的证据表明白细胞端粒长度与功能障碍相关 , 可是两者间并没有表现出线性关系 , 因而 , “短端粒”而不是端粒长度可能可以作为衰老和老年病的信息化标志物 。 尽管如此 , 端粒长度仍被广泛地用作衰老生物标志物 , 并被许多人努力地尝试向临床转化 。
然而 , 端粒长度从研究到临床的应用被一些生物因素制约 , 包括 , 端粒长度对遗传、表冠遗传、环境和行为因素的依赖;同时也被一些技术因素制约 , 包括 , 预分析和测量技术标准化差的问题 。
【「端粒长度」“生命时钟”端粒的哪些维度,可以作为临床的衰老生物指标?】下面就列出一些常用的端粒长度测量技术 。
2、端粒长度的测量
端粒长度的测量最常用的四大种方法分别是:
1)末端限制性片段(TRF)分析(Southern blot);2)荧光原位杂交技术(FISH) , 包括定量荧光原位杂交(Q-FISH)和流式荧光原位杂交(Flow-FISH);3)基于聚合酶链式反应(PCR)的分析技术 , 如 , 定量PCR(qPCR)、单链端粒长度分析(STELA) , 和端粒最短长度分析(TeSLA);4)基于全基因组测序(WGS)的分析技术 。
其中末端限制性片段分析被称作端粒长度测量的金标准 , 然而在临床和流行病学研究中应用最多的方法却是qPCR和FISH 。
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虽然低创的DNA采集方式被越来越多地使用 , 但是最常用于端粒长度检测的样本仍然为静脉血 。 然而 , 对于不同样本与端粒长度检测值的关系目前仍然知之甚少 。 最近的研究发现 , 手指刺破干燥血点(finger-prick dried blood spot , DBS)和唾液是微创静脉抽血的可行替代 。 值得注意的是 , 唾液中的端粒长度值要高于全静脉血和DBS中的值 。
需要指出的是 , 以上所有方法的开发都基于“端粒只位于真核细胞核内”的认识 , 然而 , 通过前面的说明 , 我们现在知道这个认识是错误的 , 因此 , 如何开发对核外或胞外的端粒长度的测量方式是一个新的挑战 。