表观遗传衰老与血浆阿尔茨海默病生物标志物的关联研究:基于西班牙裔/拉丁裔人群的多组学分析

【字体: 时间:2025年08月02日 来源:Clinical Epigenetics 4.4

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  本研究针对阿尔茨海默病(AD)早期诊断的临床需求,通过分析2656名西班牙裔/拉丁裔成年人的表观遗传时钟(DunedinPACE等5种)与血浆Aβ40/Aβ42、p-Tau181等生物标志物的关联,发现第二代时钟PC-PhenoAge与所有生物标志物显著相关,并存在性别异质性。该研究为理解表观遗传衰老与AD病理的分子关联提供了首个种族特异性证据。

  

阿尔茨海默病(AD)如同一个悄然侵蚀记忆的"时间窃贼",全球每3秒就有1人确诊。随着人口老龄化加剧,预计到2060年美国的AD患者将翻倍至1380万。目前诊断依赖昂贵的PET扫描或侵入性腰椎穿刺,而血液生物标志物检测因其便捷性成为研究热点。然而,年龄对血浆Aβ40、p-Tau181等生物标志物的影响机制尚不明确,且西班牙裔/拉丁裔人群——这个美国增长最快的少数民族群体——的相关研究严重缺乏。

美国德克萨斯大学健康科学中心休斯顿分校(The University of Texas Health Science Center at Houston)的Myriam Fornage团队联合9家机构,在《Clinical Epigenetics》发表了一项开创性研究。通过分析2656名西班牙裔/拉丁裔成年人(平均62.5岁,65%女性)的多组学数据,首次揭示了表观遗传衰老与5种血浆AD生物标志物的关联。研究发现第二代表观遗传时钟PC-PhenoAge能最全面反映AD相关病理变化,其与神经丝轻链(NfL)的关联强度达3.5%方差解释度,且Aβ42、p-Tau181等标志物呈现显著性别差异,为开发种族特异性AD风险评估模型提供了新依据。

研究采用三大关键技术:1)基于Hispanic Community Health Study/Study of Latinos(HCHS/SOL)队列的2656份血浆样本,使用SIMOA超敏技术检测Aβ40、Aβ42、p-Tau181、NfL和GFAP水平;2)通过Infinium MethylationEPIC芯片测量DNA甲基化,计算Hannum、Horvath等5种表观遗传时钟的年龄加速度;3)采用多变量线性回归模型分析表观遗传衰老与生物标志物的关联,并控制APOE基因型、轻度认知障碍(MCI)状态等混杂因素。

样本特征

研究人群包含7个西班牙裔亚群,墨西哥裔占比最高(35.8%)。男性在PC-Hannum等3种时钟中表现出更显著的表观遗传年龄加速(P<0.0001),且p-Tau181水平显著高于女性(2.3 vs 1.9 pg/ml)。这些基线差异提示性别可能影响生物衰老与AD病理的关联模式。

表观遗传时钟与淀粉样蛋白标志物

所有时钟(除DunedinPACE外)均与较高Aβ40水平相关(Beta=0.0033-0.0049)。PC-PhenoAge对Aβ40和Aβ42的方差解释度最高(1.9%和0.72%)。引人注目的是,DunedinPACE与Aβ42/Aβ40比值负相关,这种"逆关联"可能与其独特的"green-yellow"甲基化模块有关。

性别异质性分析

PC-PhenoAge加速与男性较高Aβ42水平相关(P=0.002),却在女性中与较低Aβ42/Aβ40比值相关(Beta=-0.0032)。这种"性别二态性"在p-Tau181中更为显著:男性PC-PhenoAge加速者的p-Tau181水平升高15.8%(P=2×10-4),而女性无此关联。这种差异可能源于性激素对表观遗传调控的影响。

神经退行性标志物关联

所有时钟均与NfL显著相关,其中PC-PhenoAge和GrimAge2的关联最强(Beta=0.0193和0.0153)。GrimAge2的DNAm血红蛋白A1C组分与NfL的关联尤为突出,提示糖代谢异常可能加速神经轴突损伤。相比之下,GFAP仅与PC-PhenoAge弱相关,而DunedinPACE竟与较低GFAP水平相关,这种矛盾现象需要后续研究验证。

该研究首次系统阐述了表观遗传衰老与AD血液标志物的多维关联,具有三大突破性意义:其一,PC-PhenoAge作为整合临床指标的"第二代时钟",比传统时钟更能捕捉AD相关病理变化;其二,发现西班牙裔男性可能通过表观遗传加速机制更易积累tau病理,这解释了该人群AD风险性别差异的潜在生物学基础;其三,为血液检测联合表观遗传标记物开发AD早期预警系统提供了理论依据。研究局限性包括仅用外周血甲基化数据、效应值偏小等,未来需要结合脑组织表观基因组和纵向设计深入验证。

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