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2020年7月9日，星期四

比较人与家犬之间的表观遗传学差异提供了一种新兴的衰老模型。

最常见的误解之一是，就衰老而言，一个人年等于七个狗年。但是，这种等效性具有误导性，并且一直被兽医驳回。最近发表在《细胞系统》杂志上的一项研究提出了一个新的框架，用于比较人与人之间的衰老。在一个这样的比较中，研究人员发现，狗生命的前八周与人类婴儿期的前九个月相当，但比率随时间而变化。该研究使用表观遗传学（一种通过基因组中的修饰发生的过程）作为研究衰老过程的生物标记。通过比较何时和何种表观遗传学变化标志着人类和狗的某些发育时期，研究人员希望也能获得对人类衰老的具体见解。

研究人员进行了全面的分析，并定量比较了两种哺乳动物，狗和人之间的衰老进程。美国国家人类基因组研究所（NHGRI），美国国立卫生研究院的一部分以及加州大学圣地亚哥分校，加州大学戴维斯分校和匹兹堡医学院的合作者进行了这项研究。

所有哺乳动物都经历着相同的总体发展时间表：出生，婴儿，青年，青春期，成年和死亡。但是研究人员长期以来一直在寻求特定的生物学事件来控制这种生命阶段的发生时间。研究这种进展的一种方法涉及表观遗传学-基因表达变化是由DNA序列本身以外的因素引起的。最近的发现表明，表观遗传的变化与衰老的特定阶段有关，并且这些变化在物种之间共享。

研究人员关注一种称为甲基化的表观遗传变化，在这种过程中，称为甲基的分子与特定的DNA序列（通常是基因的一部分）相连。附着于这些DNA区域可有效地将基因转变为“关闭”位置。到目前为止，研究人员已经确定，在人类中，甲基化模式会随着时间的推移发生可预测的变化。这些模式允许创建数学模型，这些模型可以准确地衡量一个人的年龄-被称为“表观时钟”。

但是这些表观遗传时钟只能成功预测人类的年龄。它们似乎不适用于各种物种，例如在小鼠，狗和狼中。为了弄清为什么其他物种的表观遗传钟与人类不同，研究人员首先研究了家犬一生中表观遗传的变化，并将其与人类的结果进行了比较。

狗是进行此类比较的有用模型，因为狗的大部分环境，饮食，化学暴露以及生理和发育方式都与人相似。

“狗的衰老具有与人类相同的生物学特征，但在压缩时期内，人类平均经历了约10至15年，而人类则超过了70多年。这使得狗对于研究包括人类在内的哺乳动物的衰老遗传学具有无价的价值。 ”，美国国立卫生研究院杰出研究员，该论文的合著者Elaine Ostrander博士说。

Ostrander博士和她的同事在圣地亚哥加州大学Trey Ideker的实验室中采集了104只狗的血液样本，其中大部分是拉布拉多犬，年龄从4周到16岁不等。他们还从320位年龄在1到103岁之间的人那里获得了以前发表的甲基化模式。然后，研究人员研究并比较了两种物种的甲基化模式。

根据这些数据，研究人员发现了类似的年龄相关的甲基化模式，特别是在将幼犬与幼年人类配对或将老年犬与老年人类配对时。在将幼犬与年长的人类进行比较时，他们没有观察到这种关系，反之亦然。

这项研究还发现，参与发育的一组特定基因可以解释许多相似性，它们在狗和人的衰老过程中具有相似的甲基化模式。

艾德克博士说：“这些结果表明，衰老在一定程度上可以由发育开始的连续变化来解释。” “在幼犬进入子宫和儿童期的特定时期，它们的发展计划得到了令人难以置信的强烈表达。但是，同样严厉的系统也将其抑制下来，以制止幼崽。从某种意义上说，我们将衰老看作是幼崽残留的'加力'。那些强大的力量。”

研究人员还尝试将人类表观遗传时钟与狗相关联，以此作为将狗年转换为人年的代理。

新公式比“乘以七”方法复杂。当狗和人类经历相似的生理里程碑（例如婴儿期，青春期和衰老）时，新公式将提供合理的等效年龄估计值。例如，通过使用新配方，在狗中八个星期大约可以在人类中转化为九个月，这对应于幼犬和婴儿的婴儿阶段。拉布拉多高级猎犬的预期寿命为12年，正确地换算为人类的70岁，即世界平均预期寿命。

该小组承认，“狗到人的岁月”公式主要基于仅来自拉布拉多犬的数据。因此，将来需要与其他犬种进行研究以测试该配方的可推广性。由于犬种的寿命不同，因此犬种之间的配方可能会有所不同。

Ostrander博士指出：“研究寿命长的品种（其中数量不成比例的品种不多，而寿命较短的品种（其中包括许多较大的品种））将特别有趣。这将有助于我们关联公认的品种骨骼尺寸和寿命之间的关系。”

该研究还表明，研究甲基化模式可能是一种有用的方法，可以将一种生物（例如人）经历的与年龄相关的生理学定量地转化为第二种生物（例如狗）的生理学最相似的年龄。该小组希望这种翻译可以为理解衰老和确定最大限度延长健康寿命的方法提供有用的工具。

Ostrander博士说：“这项研究突显了犬衰老研究的相关性，进一步扩大了狗作为遗传系统的用途，从而为人类健康和生物学提供了信息。”

本新闻稿描述了一项基础研究发现。基础研究增加了我们对人类行为和生物学的理解，这是推进预防，诊断和治疗疾病的新的更好方法的基础。科学是一个不可预测的渐进过程，每项研究进展都以过去的发现为基础，而且往往是出乎意料的。没有基本的基础研究知识，大多数临床进展是不可能的。

NHGRI是国立卫生研究院的27个研究所和中心之一。 NHGRI校外研究计划为全国各地的研究，培训和职业发展提供资助。有关NHGRI的其他信息，请访问https://www.genome.gov 。

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