细胞间的变异性以及多梳CpG岛区域甲基化的增加是衰老的标志性特征

《Nature Communications》：Cell-to-cell variability and gain of methylation at polycomb CpG islands as a hallmark of aging

　　

摘要

衰老是一个复杂的多因素过程，会随着时间的推移影响细胞功能和组织稳态。尽管已有大量研究，但驱动细胞衰老的分子机制仍不明确。许多研究将DNA甲基化变化作为衰老的指标。特别是，polycomb CpG岛的甲基化变化被证明能够预测与衰老相关的表型变化。由于许多与年龄相关的病理过程被认为起源于单个细胞，我们探讨了polycomb CpG岛的甲基化是否在特定类型的细胞中更易发生。通过分析不同年龄和组织的单细胞全基因组甲基化数据，我们发现polycomb CpG岛的甲基化是细胞衰老的一个特征。研究结果显示，衰老的速度各不相同，增殖速度较快的细胞甲基化增加更为显著。差异基因表达分析揭示了免疫反应、蛋白质翻译、肿瘤发生和神经退行性变等方面的变化。这些结果挑战了传统上关于细胞衰老均匀性的观点，表明在单细胞层面，衰老是一个高度个体化的过程，可能由polycomb CpG岛DNA甲基化的程序性变化所驱动。