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在人口老龄化加剧的当下，了解衰老机制至关重要。研究人员针对线粒体 DNA（mtDNA）变异对年轻成年期表观遗传和生物衰老的影响展开研究。发现 mtDNA 变异的功能影响（FI）评分与早发性衰老相关，这为探究衰老机制提供了新方向。
随着全球人口老龄化趋势加剧，老年人在社会中的占比不断上升。如何延缓衰老、提升老年人生活质量成为了科学界关注的焦点。在衰老研究领域，虽然已经知道生物衰老的速度因人而异，且与实际年龄并不完全同步，但对于其背后的具体机制，尤其是线粒体在其中的作用，仍存在许多未知。
线粒体作为细胞的 “能量工厂”，其功能异常被认为是生物衰老的关键标志。线粒体 DNA（mtDNA）与核基因组不同，它编码着与能量代谢密切相关的重要基因。然而，mtDNA 突变率较高，这些突变是否会导致年轻成年人过早衰老，此前尚未有明确结论。为了深入探究这一问题，来自捷克马萨里克大学中欧技术研究所（Central European Institute of Technology, Masaryk University）、加拿大成瘾与心理健康中心（Centre for Addiction and Mental Health）等研究机构的研究人员，开展了一项针对线粒体 DNA 变异与年轻成年期衰老关系的研究。该研究成果发表在《Translational Psychiatry》上，为理解衰老机制提供了重要线索。
研究人员使用了多种关键技术方法。他们从欧洲母婴纵向研究（European Longitudinal Study of Pregnancy and Childhood，ELSPAC）的产前出生队列中选取了 81 名参与者，获取了高质量的遗传数据。利用 Illumina OmniExpressExome BeadArray 8 对线粒体单核苷酸多态性（SNP）进行基因分型，通过多种工具综合评估 mtDNA 变异对蛋白质功能的影响，计算出功能影响（FI）评分。同时，运用 Horvath 的表观遗传时钟算法，根据 DNA 甲基化数据评估表观遗传年龄；采用 Klemera-Doubal 方法（KDM），结合血液生物标志物计算生物年龄。
线粒体 DNA 变异特征及功能影响评分
研究人员对 102 名参与者的 mtDNA 变异进行全面分析，经质量控制后，最终确定了 99 名参与者的 198 个可靠变异。其中，20 个为常见变异，7 个是非同义变异。这些变异分布在 MT-ND2、MT-CO3、MT-ND3、MT-ND5、MT-CYB 等基因中。参与者的 mtDNA 变异 FI 评分均值为 0.82，部分样本无致病变异，而其余样本则携带一种或多种来自不同氧化磷酸化（OXPHOS）复合物的致病变异。
单倍群与 mtDNA 变异 FI 评分的关系
研究涉及的参与者均为欧洲血统，分为 H-HV、J-T、U-K 和其他欧洲单倍群。研究发现，单倍群对 mtDNA 变异的 FI 评分有显著影响。J-T 组的 FI 评分显著高于其他组，表明其携带更高负担的潜在致病变异；H-HV 组的 FI 评分则显著低于其他组。
mtDNA 变异 FI 评分与表观遗传或生物衰老的关系
研究显示，虽然 20 岁早期的表观遗传衰老与 20 岁晚期的生物衰老之间无相关性，但 mtDNA 变异的 FI 评分与两者均相关。FI 评分越高，20 岁早期的表观遗传年龄越大，20 岁晚期的生物年龄也越大，且这种影响独立于性别、当前体重指数（BMI）、吸烟、大麻和酒精使用等因素。进一步分析发现，在 20 岁早期，FI 评分的影响主要由 m.9477G>A 和 m.15452C>A 变异驱动；在 20 岁晚期，7 种变异均对生物衰老有显著影响。
在讨论部分，研究人员指出，线粒体在能量产生、氧化应激调节等多种生物学过程中发挥着关键作用。本研究中发现的 mtDNA 变异可能会损害线粒体能量产生，进而影响衰老进程。这一结果不仅支持了小鼠研究中 mtDNA 突变与寿命缩短的关联，还拓展了对线粒体功能障碍与表观遗传改变关系的认识。
同时，研究也存在一定局限性。样本量较小，且仅涉及欧洲血统人群，后续研究需要更大规模、更多样化的样本进行验证。此外，还需进一步探究这些变异对线粒体功能的具体影响机制，以及它们如何影响 mtDNA 与核 DNA（nDNA）之间的相互作用。
总体而言，该研究初步证实了 7 种 mtDNA 变异（m.4917A>G、m.5460G>A、m.9477G>A、m.10398A>G、m.13708G>A、m.14798T>C 和 m.15452C>A）与年轻成年期过早衰老有关，强调了线粒体遗传学在衰老研究中的重要性，为后续深入探究衰老机制和开发干预措施提供了重要依据。
