Penuaan Epigenetik dan Jam Penuaan

Penuaan epigenetik mengacu pada perubahan sistematis dalam epigenom — yang paling menonjol dalam pola metilasi DNA — yang menyertai penuaan kronologis. Jam penuaan epigenetik mengubah perubahan ini menjadi perkiraan kuantitatif usia biologis, menggunakan tingkat metilasi pada situs-situs terpilih untuk memprediksi usia dan, dalam beberapa kasus, untuk menandai penuaan yang dipercepat relatif terhadap kalender.

Definition

Jam penuaan epigenetik adalah model statistik yang memperkirakan usia biologis dari tingkat metilasi DNA pada serangkaian situs CpG yang ditentukan; perbedaan antara usia yang diprediksi (epigenetik) dan usia kronologis — percepatan usia epigenetik — dipelajari sebagai kandidat penanda penuaan biologis dan risiko kesehatan.

Scope

Entri ini mencakup bagaimana metilasi berubah seiring bertambahnya usia, bagaimana jam multi-situs dibangun dan diinterpretasikan, perbedaan antara prediktor usia kronologis dan biomarker yang berorientasi pada mortalitas, serta tempat perubahan epigenetik di antara ciri-ciri penuaan yang lebih luas. Ini adalah referensi ilmiah dan bukan dasar untuk penilaian kesehatan individu atau klaim anti-penuaan.

Core questions

• Bagaimana metilom berubah secara sistematis seiring bertambahnya usia?
• Bagaimana jam epigenetik dibangun dan divalidasi di berbagai jaringan?
• Apa yang diprediksi oleh percepatan usia epigenetik, dan seberapa andal?
• Apakah penuaan epigenetik merupakan penyebab, konsekuensi, atau korelasi penuaan?

Key concepts

• Usia metilasi DNA (usia DNAm)
• Percepatan usia epigenetik
• Jam multi-jaringan versus jam satu jaringan
• Jam generasi pertama versus jam berbasis mortalitas
• Perubahan epigenetik sebagai ciri penuaan
• Pemilihan situs CpG dengan regresi terpenalti

Mechanisms

Seiring bertambahnya usia, metilom mengalami perubahan karakteristik — hipometilasi global bersamaan dengan hipermetilasi fokal pada situs CpG tertentu — dan perubahan epigenetik ini diakui sebagai salah satu ciri penuaan (López-Otín et al., 2013). Jam penuaan memanfaatkan keteraturan ini dengan memilih situs CpG yang metilasinya melacak usia kronologis dan menggabungkannya dengan regresi terpenalti menjadi prediktor usia. Jam multi-jaringan Horvath (2013) memperkirakan usia di banyak jenis jaringan dari 353 CpG, sementara jam Hannum et al. (2013) diturunkan dari darah; jam 'generasi kedua' selanjutnya dilatih berdasarkan mortalitas dan hasil kesehatan daripada hanya usia kronologis (Horvath & Raj, 2018). Pendorong biologis yang menghubungkan penanda ini dengan proses penuaan masih terus diteliti.

Clinical relevance

Jam epigenetik adalah alat penelitian untuk mempelajari penuaan biologis dan kesehatan populasi, dan percepatan usia epigenetik telah dikaitkan dengan hasil kesehatan dalam studi observasional. Entri ini menjelaskan ilmu pengetahuan; tidak mendukung pengujian usia epigenetik untuk diagnosis individu, prognosis, atau intervensi anti-penuaan.

Epidemiology

Jam epigenetik telah diterapkan pada kohort besar, di mana percepatan usia epigenetik menunjukkan hubungan dengan mortalitas, penyakit terkait usia, dan paparan seperti merokok dan obesitas, meskipun ukuran efek dan kegunaan klinis bervariasi menurut jam dan populasi (Horvath & Raj, 2018). Perkiraan bergantung pada jaringan, platform array, dan hasil yang digunakan untuk melatih jam.

History

Perubahan metilasi terkait usia diamati sebelum jam ada, tetapi prediksi kuantitatif tiba pada tahun 2013 dengan dua model penting: jam berbasis darah Hannum dan rekan-rekannya serta jam multi-jaringan Horvath (Hannum et al., 2013; Horvath, 2013). Pembingkaian perubahan epigenetik sebagai ciri penuaan (López-Otín et al., 2013) menetapkan konteks konseptual, dan tinjauan 'teori jam epigenetik penuaan' selanjutnya mengkonsolidasikan bidang ini (Horvath & Raj, 2018).

Debates

Apakah usia epigenetik mengukur penuaan itu sendiri atau hanya berkorelasi dengannya?

Jam memprediksi usia kronologis secara akurat dan percepatan usia berhubungan dengan hasil, tetapi apakah perubahan metilasi yang mendasarinya mendorong penuaan, secara pasif merekamnya, atau mencerminkan pergeseran komposisi sel masih belum terpecahkan dan membatasi interpretasi kausal.

Key figures

• Steve Horvath
• Gregory Hannum
• Kang Zhang
• Kenneth Raj
• Carlos López-Otín

Seminal works

• hannum-2013
• horvath-2013
• horvath-raj-2018

Frequently asked questions

Apa perbedaan antara usia epigenetik dan usia kronologis?

Usia kronologis adalah waktu sejak lahir, sedangkan usia epigenetik adalah perkiraan usia biologis yang berasal dari pola metilasi DNA; ketika usia epigenetik melebihi usia kronologis, ini disebut percepatan usia epigenetik dan dipelajari sebagai kemungkinan penanda penuaan biologis yang lebih cepat.

Dapatkah jam epigenetik memberi tahu berapa lama seseorang akan hidup?

Tidak. Jam epigenetik menggambarkan hubungan pada tingkat populasi antara percepatan usia dan hasil seperti risiko mortalitas; jam ini adalah alat penelitian dan tidak memprediksi harapan hidup individu atau memandu keputusan kesehatan pribadi.