新聞中心您現(xiàn)在的位置:首頁 > 新聞中心 > elisa試劑盒實(shí)全發(fā)現(xiàn)測算人類老化方法
elisa試劑盒實(shí)全發(fā)現(xiàn)測算人類老化方法
更新時間:2015-02-04   點(diǎn)擊次數(shù):693次

elisa試劑盒實(shí)全發(fā)現(xiàn)測算人類老化方法

   

    1989年,在他們zui后一次討論時,3人達(dá)成了這樣的共識:今后的職業(yè)生涯要專注于研究如何用科學(xué)延長人類壽命。Jorg著眼于計算機(jī)科學(xué)和人工智能領(lǐng)域;Markus專注于生物化學(xué)和遺傳學(xué)領(lǐng)域;Steve表示,他計劃用數(shù)學(xué)模型和基因網(wǎng)絡(luò)研究如何延長壽命。Jorg如愿以償?shù)貙?shí)現(xiàn)了“人工智能夢"——成為德國波恩大學(xué)的計算機(jī)科學(xué)家,Markus則成為了一名精神科醫(yī)生。

    Steve目前是美國加州大學(xué)洛杉磯分校(UCLA)的人類遺傳學(xué)家兼生物統(tǒng)計學(xué)家,他說:“我已經(jīng)準(zhǔn)備好兌現(xiàn)承諾。"在數(shù)年的艱辛研究過程中,他被編輯和評審員多次拒絕?,F(xiàn)在,他已經(jīng)收集并分析了13000多個人類組織樣本數(shù)據(jù)。他發(fā)現(xiàn),細(xì)胞生物鐘的運(yùn)轉(zhuǎn)速率和身體其他部位一樣。Steve研究的性讓其他科學(xué)家印象深刻。但是,細(xì)胞生物鐘一些“有趣的例外"可能為研究人類衰老提供了線索。

    Horvath從表觀遺傳學(xué)角度研究細(xì)胞生物鐘。表觀遺傳學(xué)是指在基因組序列不變的情況下,可以決定基因表達(dá)與否、并可穩(wěn)定遺傳下去的調(diào)控密碼。隨著細(xì)胞的老化,表觀改變的模式也會發(fā)生變化。為了弄清如何判斷一個人的年齡,Horvath研究了數(shù)百例細(xì)胞樣本中DNA的位置,并分析這些位置發(fā)生甲基化的頻率。

    Horvath發(fā)現(xiàn)了一種基于DNA甲基化狀態(tài)的算法,elisa試劑盒這種算法能非常準(zhǔn)確地估計年齡——不是根據(jù)細(xì)胞本身,而是根據(jù)細(xì)胞生長環(huán)境。例如,白血球的存活周期可能只有幾天或數(shù)周,但它卻攜帶著一位50多歲捐贈者的生命特征,誤差僅在數(shù)年之間。除了白血球之外,從大腦、結(jié)腸以及許多其他器官提取的DNA也一樣含有人體的生命特征。以往的推算方法單純依靠年齡的生物標(biāo)記,而這種標(biāo)記只存在于1到2種組織中。新方法打破了原有的束縛,包括追溯年齡的黃金法則——天冬氨酸外消旋化技術(shù),該技術(shù)只能依靠測量牙齒或者骨頭內(nèi)的蛋白質(zhì)判別年齡。

    Horvath說:“我希望找到一種適用于大多數(shù)組織的方法。這是一個非常冒險的嘗試。"現(xiàn)在,這場“*博"似乎有了回報。去年他的文章發(fā)表。時鐘算法的中間誤差在3.6年之間,這意味著依靠該方法,研究者能夠從寬泛選擇的組織中推斷出捐贈者的實(shí)際年齡,誤差控制在43個月之間。若給出特定的組織,準(zhǔn)確性會更高,例如:單獨(dú)給出唾液樣本,誤差縮小到2.7年之間;給出特定白血球,誤差在1.9年之間;若給出大腦皮層組織,則誤差僅在1.5年之間。時鐘算法的實(shí)際測量結(jié)果顯示,當(dāng)給出從胚胎中提取的干細(xì)胞時,結(jié)果鑒定為極度年輕;當(dāng)給出從百歲老人大腦提出的樣本時則顯示大約為100歲左右。

    Horvath論文發(fā)表后的數(shù)月,其他研究人員也在不斷擴(kuò)充該研究??茖W(xué)家認(rèn)為該研究有廣泛應(yīng)用前景。澳大利亞昆士蘭大學(xué)數(shù)量遺傳學(xué)系主任Peter Visscher說:“這是很新奇的東西。如果Horvath是對的,那么在衰老的過程中,真的存在類似表觀遺傳的時鐘在起作用。這個發(fā)現(xiàn)非常重要。"

    Horvath一直堅持吉爾伽美什項(xiàng)目的研究,為此他補(bǔ)修了數(shù)學(xué)博士學(xué)位和生物統(tǒng)計學(xué)博士學(xué)位,并于2000年加入UCLA遺傳學(xué)研究所。2006年,Horvath在獲得了終身教職后開始專注于老化研究,為此他不斷研究基因活動在整個生命過程中的變化。研究由一名博士生具體執(zhí)行,通過統(tǒng)計過濾器來完善基因轉(zhuǎn)錄數(shù)據(jù),以期能夠找到一個明顯的生物年齡標(biāo)記。但經(jīng)過1年多,Horvath和那名博士生仍沒有找到符合要求的目標(biāo)。他們總結(jié)道:如果真有生物年齡標(biāo)記存在于基因轉(zhuǎn)錄數(shù)據(jù)中,那么它可能因?yàn)槿伺c人的不同、器官與器官的差異而被湮沒。盡管研究未取得進(jìn)展,Horvath仍決定繼續(xù)這種大膽而充滿想象力的研究項(xiàng)目,但卻不再邀請學(xué)生和博士后參與。Horvath說:“為了一個不太可能完成的項(xiàng)目而斷送別人的前程,我認(rèn)為這是不公平的。"

    2011年,elisa試劑盒研究有了起色。Horvath在UCLA的同事Eric Vilain領(lǐng)導(dǎo)了另一個研究小組。作為小組成員,Horvath從68名成年人的唾液樣本中提取DNA用于研究甲基化模式。Vilain小組原本在研究一種與性取向相關(guān)的表觀遺傳模式,但zui終一無所獲。Horvath和同事決定利用手中的數(shù)據(jù)檢測是否能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于老化研究中。

    在人類的DNA中,甲基通常附著在CpG點(diǎn)上,后者是胞嘧啶處理鳥嘌呤的地方。一段正常的人類基因組含有超過2800萬個CpG點(diǎn),但是用于探測甲基化樣本的微陣列技術(shù)只能發(fā)現(xiàn)極少的一部分:老式機(jī)器只能定位2.7萬個點(diǎn),而新型機(jī)器也只能找到48.5萬個點(diǎn)。

    Horvath很幸運(yùn),他在一個簡單的統(tǒng)計模型中獲得了成功,該模型研究的內(nèi)容是:在一滴唾液中有多少細(xì)胞含有只在特定兩個CpG點(diǎn)發(fā)生甲基化的DNA。研究指數(shù)與實(shí)驗(yàn)參與者的年齡大致一致,相關(guān)性為0.85或者說準(zhǔn)確度為85%,平均誤差在5年之間。

    盡管是在繼續(xù)他人的研究,但Horvath在研究中確認(rèn),甲基化模式與另外多種類型的細(xì)胞間的相關(guān)性更加密切,例如大腦和血液。突然,一個曾經(jīng)被Horvath排除的想法再次涌現(xiàn)出來:或許在人體的各個部分都可以找到生物年齡標(biāo)記。

    但這是一個很艱難的研究,Horvath需要將包括年齡和DNA甲基化信息在內(nèi)的無數(shù)數(shù)據(jù)集全部綜合在一起。甲基化譜被應(yīng)用于許多醫(yī)學(xué)研究,通常是與老化不同的研究領(lǐng)域。且由于收集和處理方式的不同,數(shù)據(jù)很難進(jìn)行對比。Horvath擔(dān)憂:“如果這些數(shù)據(jù)是由不同的實(shí)驗(yàn)室以不同的方式收集的,那么如何才能使數(shù)據(jù)庫具有可比性?"

    Horvath以英國倫敦大學(xué)學(xué)院的Andrew Teschendorff的工作為基礎(chǔ),設(shè)計了一種將甲基化譜規(guī)格化的方法,并把它們置于同樣的基礎(chǔ)上。除此之外,對于實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的一些不確定因素,Horvath采取了直接忽視的態(tài)度——這是一個大膽的策略,他希望這不會影響到模型的準(zhǔn)確性。

    準(zhǔn)確性確實(shí)沒有受到影響。在2012年早期,Horvath將新算法應(yīng)用到基因組的16 CpG 點(diǎn)中,并得出有9種組織與實(shí)際年齡的相關(guān)性為96%。新算法的準(zhǔn)確度非常驚人:血液樣本的中間誤差為3年,臉頰黏膜拭子的中間誤差僅為18個月。

    但是,elisa試劑盒兩份雜志的編輯否定了Horvath的論文。Horvath認(rèn)為,編輯否定論文的zui關(guān)鍵一點(diǎn)在于:它太美好了,所以不可能是真的。他們懷疑時鐘模型的設(shè)計或許與訓(xùn)練數(shù)據(jù)相符,但Horvath沒有足夠的測試數(shù)據(jù)來充分證明這一點(diǎn)。

    盡管被拒絕,但Horvath仍頑強(qiáng)地堅持收集數(shù)據(jù),并擴(kuò)充運(yùn)算法則。截至2012年12月,他的甲基化數(shù)據(jù)庫囊括了51種非癌癥組織,外加20種癌癥組織,年齡測量者已經(jīng)能覆蓋353個CpG點(diǎn)。

 

化工儀器網(wǎng)

推薦收藏該企業(yè)網(wǎng)站