狗狗1歲相當(dāng)于人類幾歲？

有一種說(shuō)法“狗的年齡乘以7可以得出對(duì)應(yīng)的人類年齡”，但真的是這樣嗎？

近日，加州大學(xué)圣地亞哥分校的研究團(tuán)隊(duì)繪制了拉布拉多犬基因組中的甲基化變化圖譜，并得出一個(gè)公式，可以更準(zhǔn)確地比較人類和狗的年齡。結(jié)果表明，狗和人類在其壽命中的老化速度不同，因此這種比較并不是像1:7那樣完全線性的。更重要的是，該研究團(tuán)隊(duì)建立的基于甲基化的公式是第一個(gè)可跨物種的年齡轉(zhuǎn)換公式，不僅幫助科學(xué)家評(píng)估抗衰老策略，還可以為獸醫(yī)提供潛在的有用工具。該研究成果發(fā)表在Cell Systems上，文章題為“Quantitative Translation of Dog-to-Human Aging by Conserved Remodeling of the DNA Methylome”。

來(lái)源：Cell?Systems

所有的哺乳動(dòng)物，無(wú)論是狗、人還是其他任何生物，都經(jīng)歷著相似的生命周期，包括胚胎發(fā)育、出生、嬰兒、青春期、成熟和衰老。發(fā)育和衰老在不同物種中是以不同速率發(fā)生的保守過(guò)程。近年來(lái)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)衰老過(guò)程中的關(guān)鍵分子改變是DNA甲基化組的重塑。研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的CpG甲基化狀態(tài)會(huì)隨著時(shí)間的變化而發(fā)生可預(yù)測(cè)的變化，進(jìn)而能夠構(gòu)建稱為“表觀遺傳鐘”的數(shù)學(xué)模型，利用這些模型來(lái)準(zhǔn)確地檢測(cè)個(gè)體的年齡。但尚不清楚隨著年齡增長(zhǎng)發(fā)生的主要表觀遺傳變化是否涉及不同物種中相同或不同（甚至隨機(jī)）的CpG位點(diǎn)。

該研究由加州大學(xué)圣地亞哥分校Trey Ideker教授領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行，加州大學(xué)戴維斯分校獸醫(yī)學(xué)院人口健康與生殖學(xué)Danika Bannasch教授以及癌癥遺傳學(xué)和比較基因組學(xué)分部主任Elaine Ostrander教授也參與了該研究。Bannasch博士提供了100多只拉布拉多犬的血液樣本。作為最早對(duì)狗基因組進(jìn)行測(cè)序的人，Ostrander博士為狗基因組分析提供了寶貴的意見(jiàn)。

為比較狗和人類一生中基因組發(fā)生的甲基化變化，以確定與年齡相關(guān)的保守變化，研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種同亞硫酸氫鹽測(cè)序（SysBS）方法，用于鑒定狗基因組中與由Illumina人類甲基化組陣列捕獲的CpG同義的CpG。數(shù)據(jù)顯示，SysBS可在Illumina陣列的232,000個(gè)保守CPG中捕獲90,000個(gè)CpG。

圖：研究概述，來(lái)源：Cell?Systems

使用這種方法，研究人員對(duì)104只拉布拉多犬的基因組甲基化進(jìn)行了鑒定，年齡在0.1至16歲之間。同時(shí)，整合了此前發(fā)表的甲基化譜，這些甲基化數(shù)據(jù)來(lái)自1至103歲之間的320個(gè)人的血液。通過(guò)比較，研究團(tuán)隊(duì)繪制了一個(gè)公式（人的年齡=16 ln(狗的年齡)+31），可以將狗的年齡與人類年齡進(jìn)行匹配。

圖：狗狗與人類年齡換算

結(jié)果表明，甲基化組變化不是按照線性1:7的比率隨時(shí)間進(jìn)行。分析發(fā)現(xiàn)，幼犬和年輕人、老年狗和老年人的甲基化組最為相似，表明物種間甲基化變化的保守性。與人類相比，在狗年幼時(shí)的衰老速度更快。其中，狗的1歲類似于人31歲；狗4歲相當(dāng)于人53歲；在狗7歲時(shí)衰老速度開(kāi)始變慢。一只12歲的狗相當(dāng)于71歲的人類。

此外，研究人員將好萊塢巨星湯姆·漢克斯的年齡跟拉布拉多做了對(duì)比。從圖中可以看出，兩歲的拉布拉多的生物學(xué)年齡已經(jīng)到中年了，相當(dāng)于人類的42歲。

圖：人類年齡與狗狗年齡對(duì)比，來(lái)源：Cell Press

Ideker表示：“表觀遺傳學(xué)的改變?yōu)榭茖W(xué)家提供了有效的基因組年齡線索，就像一個(gè)人的皺紋為年齡提供了線索。”狗為科學(xué)家提供了一個(gè)獨(dú)特的機(jī)會(huì)來(lái)對(duì)比物種間的甲基化變化。盡管可能有450多個(gè)不同的狗品種，但大多數(shù)是少數(shù)品種衍生的，并且不同狗品種內(nèi)部具有很強(qiáng)的表型和遺傳同質(zhì)性。鑒于狗與人類的親密關(guān)系，狗的環(huán)境和化學(xué)暴露也與人類非常相似，它們獲得的保健水平幾乎相同。

通常甲基化測(cè)序預(yù)測(cè)物種年齡僅用于同一物種。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)基因組的甲基化狀態(tài)可用于構(gòu)建不同物種間的年齡保守模型。數(shù)據(jù)分析表明，多種哺乳動(dòng)物在衰老過(guò)程中經(jīng)歷了保守的甲基化變化，這些變化的范圍是整個(gè)甲基化組。但一個(gè)物種隨著年齡增長(zhǎng)而變化的軌跡不一定與另一個(gè)物種的變化軌跡一致。

同時(shí)，該研究也存在一定的局限性。研究獲得的表觀遺傳模型是用單個(gè)犬種開(kāi)發(fā)的，但某些犬種的壽命比其他犬更長(zhǎng)，因此還需要進(jìn)行更多的研究驗(yàn)證。接下來(lái)，研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃?rùn)z測(cè)其他犬種，使用唾液樣本確定結(jié)果是否成立，并通過(guò)小鼠模型分析通過(guò)各種干預(yù)措施延長(zhǎng)壽命時(shí)其表觀遺傳標(biāo)記發(fā)生了什么。

參考資料：

1.Quantitative Translation of Dog-to-Human Aging by Conserved Remodeling of the DNA Methylome. Cell Systems, 2020, DOI:https://doi.org/10.1016/j.cels.2020.06.006

https://www.cell.com/cell-systems/fulltext/S2405-4712(20)30203-9

2.Epigenetic Clock More Accurately Aligns Dog Age to Human Years

https://www.genengnews.com/news/epigenetic-clock-more-accurately-indicates-dog-age-to-human-years/

3.?Translation of Dog Years Into Human Years Updated With Epigenetic Analysis

https://www.genomeweb.com/sequencing/translation-dog-years-human-years-updated-epigenetic-analysis#.XwV5tjMpj2d

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總結(jié)

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