エピジェネティック老化：生物学的な年齢予測と老化のメカニズム論への情報提供

Epigenetic aging: Biological age prediction and informing a mechanistic theory of aging.

抄録

数多くの研究が、エピジェネティック年齢（DNAメチル化パターンに基づく個人の老化度）が計算可能であり、食事、ライフスタイル、遺伝、病気などの様々な要因と関連していることを示している。加齢に関する研究が進めば、さらなる関連性が明らかになるだろう。年齢の予測は重要な第一歩であったが、我々の考えでは、ますます正確になっていく年齢計算を追い求めるのではなく、エピゲノムと老化のメカニズムや生理学的変化との関連を理解することに焦点を移さなければならない。ここでは、生物学的理解と臨床応用を優先するエピジェネティック老化研究の新たな分野について概説する。第一に、エピジェネティッククロックの最近の進歩について調査し、年代だけでなく、全死因死亡率や疾患の発症といった老化の転帰を予測したり、複数の生物学的プロセスにわたる老化シグナルを統合したりすることが可能になりつつある。第二に、エピゲノムの研究がどのように老化のメカニズム論を構築し、臨床診療に情報を提供しているかを例証する研究について述べる。このような例としては、老化を最も強く予測するメチル化部位と遺伝子の同定、神経変性疾患や癌のバイオマーカーとしての強い可能性を示したこれらの遺伝子のサブセットの同定、エピジェネティックな時計予測と老化の特徴との関連、ヒト疾患の特徴を明らかにするためのDNAメチル化の縦断的研究の利用、1型糖尿病や精神病傾向のエピジェネティックな徴候の発見などが挙げられる。

Numerous studies have shown that epigenetic age-an individual's degree of aging based on patterns of DNA methylation-can be computed and is associated with an array of factors including diet, lifestyle, genetics, and disease. One can expect that still further associations will emerge with additional aging research, but to what end? Prediction of age was an important first step, but-in our view-the focus must shift from chasing increasingly accurate age computations to understanding the links between the epigenome and the mechanisms and physiological changes of aging. Here, we outline emerging areas of epigenetic aging research that prioritize biological understanding and clinical application. First, we survey recent progress in epigenetic clocks, which are beginning to predict not only chronological age but aging outcomes such as all-cause mortality and onset of disease, or which integrate aging signals across multiple biological processes. Second, we discuss research that exemplifies how investigation of the epigenome is building a mechanistic theory of aging and informing clinical practice. Such examples include identifying methylation sites and the genes most strongly predictive of aging-a subset of which have shown strong potential as biomarkers of neurodegenerative disease and cancer; relating epigenetic clock predictions to hallmarks of aging; and using longitudinal studies of DNA methylation to characterize human disease, resulting in the discovery of epigenetic indications of type 1 diabetes and the propensity for psychotic experiences.