DNAマーカーと老化プロセスとの潜在的な関連性

レトロエレメントは、遺伝子調節、遺伝子発現、ゲノム安定性、およびさまざまなヒト疾患の進行に影響を与えることが知られていますが、老化のバイオマーカーとしての可能性はほとんど研究されていませんでした。

8月2日に発表されたこの研究は、 老化細胞は、ヒトゲノムに埋め込まれたこれらのレトロエレメント時計は、これまで実年齢を測定する他の時計では認識されていなかった、老化の独特なシグナルを捉えると結論付けた。ほとんどの老化時計は、エピジェネティックマーカーのパターンに基づいて人の生物学的年齢を推定する。エピジェネティックマーカーとは、DNAに付着して遺伝子の発現に影響を与えるメチル基と呼ばれる化学タグである。レトロエレメントのメチル化パターンは、人が加齢するにつれて変化するようで、一部の遺伝子がより活発になり、ゲノム不安定性、炎症、加齢性疾患につながる可能性がある。

老化は遺伝的、環境的、エピジェネティックな要因の影響を受ける複雑なプロセスであり、研究者は生物学的年齢を予測できる信頼性の高いマーカーを追求しています。生物学的年齢とは、健康と全体的な幸福に影響を与える生化学レベルでの人の年齢のスナップショットです。一方、実年齢は人が生きてきた年数を表します。個人によっては、この 2 つが相関しない場合があります。

レトロエレメントに基づく老化時計の構築

研究者らは、TruDiagnostic の機械学習モデルを使用して、12 歳から 100 歳までの 12,670 人のエピジェネティック データを分析しました。その結果得られたレトロエレメント、具体的にはヒト内因性レトロウイルス (HERV) と長鎖散在核エレメント (LINE) の DNA メチル化パターンを使用して、「Retro-Age」と呼ばれる複合レトロエレメント年齢クロックを開発しました。

「Retro-Ageにより、老化プロセスに関するより深い洞察と新たな視点が得られ、生物学的年齢を予測する潜在的に強力なツールが手に入った」と、コーネル大学ウェイル校医学部感染症科の医学免疫学教授でハーバート・J・アン・L・シーゲル名誉教授の筆頭著者リショムワ・ンドロヴ博士は述べた。

研究者らは、レトロエイジ時計がさまざまな人間の組織を検査しても正確であり、既存のエピジェネティック時計を補完し、他の哺乳類種にも拡張されることを発見した。彼らの発見は、レトロエレメントの活動がさまざまな種における老化の基本的な側面である可能性を示唆している。

時計を巻き戻す – 環境要因の影響

研究者らはまた、観察した DNA メチル化パターンが年齢を予測するだけでなく、HIV 感染者が受ける抗レトロウイルス療法などの外的要因にも反応することを発見しました。HIV 感染はエピジェネティック老化を加速しますが、抗レトロウイルス療法はある程度時計を逆戻りさせるようです。これは、レトロエレメントの活動が感染とその治療の両方に影響され、HIV 感染者の生物学的老化プロセスに影響を与えることを示唆しています。

「特定のレトロエレメントの再活性化は加齢とともに増加し、炎症、細胞老化、ゲノム不安定性などの老化の生物学的特徴につながる可能性があります」と、コーネル大学ウェイル医学部感染症科の医学免疫学助教授で責任著者のマイケル・コーリー博士は述べています。「私たちの研究結果は、レトロエレメント時計がこれまで検出されていなかった生物学的老化の側面を捉えており、これらの症状やその他の加齢に伴う症状に対する将来の治療への道を開く可能性があることを示しています。」

研究者らは、レトロエレメントの活動をモニタリングすることで、抗老化療法の効果、高齢化社会の健康状態、ライフスタイルの変化が生物学的老化に与える影響を追跡するのに役立つ可能性があると述べた。

Ndhlovu 博士と Corley 博士は、ヒトゲノム内の特定のレトロエレメントのエピジェネティック状態をターゲットにすることで、加齢に伴う疾患に対する新しい治療法や治療介入を研究する予定です。このアプローチにより、最終的には老化の生物学的影響を逆転または緩和し、個人の健康寿命を延ばすことができる可能性があると、両博士は指摘しています。