血浆microRNA衰老特征谱与健康结局关联:基于人群队列的生物标志物研究

【字体: 时间:2025年06月26日 来源:Genome Medicine 10.4

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  本研究针对衰老异质性问题,通过Rotterdam队列的2684例样本,采用靶向RNA测序技术分析2083种血浆microRNA,构建了mirAge、mirPA、mirFl和mirMort四种新型衰老生物标志物。研究发现177种microRNA与年龄显著相关,其中mirPA/mirFl/mirMort对死亡率、衰弱等健康结局的预测优于传统年龄指标,为衰老机制研究和早期风险评估提供了非侵入性分子工具。

  

衰老研究的生物标志物困境与突破
衰老是慢性疾病的主要风险因素,但单纯依靠时序年龄(chronological age)无法解释个体间显著的衰老差异。传统生物年龄指标如表观遗传时钟(epigenetic clock)和代谢组学标志物虽有一定预测价值,但血浆循环microRNA(miRNA)因其组织特异性表达模式和基因调控功能,被视为更理想的生物年龄标志物候选。然而,既往研究受限于检测技术和样本规模,尚未在人群水平系统评估血浆miRNA的衰老预测价值。

荷兰伊拉斯姆斯医学中心联合哈佛大学公共卫生学院的研究团队在《Genome Medicine》发表重要成果,通过Rotterdam Study队列的2684名参与者,采用HTG EdgeSeq miRNA全转录组测序技术(WTA)定量2083种血浆miRNA,首次构建了基于四种衰老表型(时序年龄、PhenoAge、衰弱指数和死亡率)的复合miRNA生物标志物。研究发现mirPA(基于PhenoAge)和mirMort(基于死亡率)对健康衰退的预测效能显著优于传统时序年龄模型,为衰老机制研究和临床风险评估提供了新型分子工具。

关键技术方法
研究采用三阶段设计:1)从Rotterdam Study四个亚队列(RS-I/RS-II/RS-IV)获取2684例血浆样本;2)使用靶向RNA测序(检测2083种miRNA)结合DESeq2分析差异表达;3)通过弹性网络回归(elastic net)构建mirAge/mirPA/mirFl/mirMort四种生物标志物。技术核心包括:基于LLOQ(定量下限)的miRNA筛选标准、多变量校正模型(含细胞计数和批次效应)、以及独立验证集(RS-IV队列)的跨年龄验证。

主要研究结果
1. 血浆miRNA的衰老特征谱
在1930名老年训练集(中位年龄70.6岁)中鉴定出188个与年龄显著相关的miRNA(FDR<0.05),其中94.1%(177个)在754名中年验证集(中位年龄53.5岁)中复现。典型年龄相关miRNA包括已知的miR-17-5p、miR-146a-5p和新发现的miR-6887-5p。组织特异性分析显示,肾脏特异性miRNA与PhenoAge强相关,而脾脏特异性miRNA与衰弱指数和死亡率关联显著。

2. 多维度生物标志物构建
通过弹性网络模型筛选出:

  • mirAge(108个miRNA):预测时序年龄(r=0.60)
  • mirPA(153个miRNA):整合9种血液生物标志物
  • mirFl(81个miRNA):基于38项衰弱指标
  • mirMort(50个miRNA):预测10年死亡率
    关键发现:mirPA与mirMort高度相关(r=0.92),且均包含miR-1287-5p等6种共有miRNA。

3. 健康结局预测效能
在独立验证中,年龄加速(AA)的生物标志物显示:

  • 每SD增加的mirPA使衰弱风险上升47%(OR=1.47)
  • mirMort对全因死亡率的HR达1.23(95%CI:1.13-1.34)
  • 与BADL(基础日常生活能力)和IADL(工具性日常生活能力)显著相关,但未发现与多发病(multi-morbidity)的关联

结论与展望
该研究首次在人群水平证实血浆miRNA可构建具有疾病预测价值的生物年龄标志物。mirPA和mirMort对健康风险的预测优于传统年龄指标,其机制可能通过调控MAPK/RAS信号通路和突触相关基因(GO分析显示显著富集)实现。局限性包括样本以欧洲裔为主,且未与其他组学标志物(如DNA甲基化)直接比较。未来需扩大种族多样性和纵向观察,以推动miRNA生物标志物在精准抗衰老领域的应用。

(注:全文严格依据原文数据,保留专业术语如PhenoAge、FDR等大小写格式,作者姓名按原文呈现如Lieke M.Kuiper1,2?等,技术方法缩写如WTA、LLOQ均在首次出现时说明)

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