组蛋白H3K27甲基化的表观遗传调节最近已成为替代免疫调节的M2样巨噬细胞极化期间的关键步骤。已知会影响心肌梗塞后心脏修复(MI)。 我们假设负责H3K27甲基化的EZH2可以在此过程中充当表观遗传检查点调节剂。 我们在单核细胞分化为体外的M2巨噬细胞中,以及在体外的M2巨噬细胞中分化为M2巨噬细胞,以及在免疫后的巨噬细胞中,在体外阶段中,表观遗传酶的定位是表观遗传酶的假定胞质不活跃定位。 此外,我们表明,使用GSK-343的药理EZH2抑制分析了二价基因启动子的H3K27甲基化,从而增强其表达以促进人类单核细胞修复功能。 与这种保护作用相一致,GSK-343治疗加速了心脏炎症分辨率,可防止体内MI小鼠的梗死扩张和随后的心脏功能障碍。 总而言之,我们的研究表明,对心脏效果的药理学表观遗传学调节可能会有望限制MI后限制心脏不良改造。组蛋白H3K27甲基化的表观遗传调节最近已成为替代免疫调节的M2样巨噬细胞极化期间的关键步骤。已知会影响心肌梗塞后心脏修复(MI)。我们假设负责H3K27甲基化的EZH2可以在此过程中充当表观遗传检查点调节剂。我们在单核细胞分化为体外的M2巨噬细胞中,以及在体外的M2巨噬细胞中分化为M2巨噬细胞,以及在免疫后的巨噬细胞中,在体外阶段中,表观遗传酶的定位是表观遗传酶的假定胞质不活跃定位。此外,我们表明,使用GSK-343的药理EZH2抑制分析了二价基因启动子的H3K27甲基化,从而增强其表达以促进人类单核细胞修复功能。与这种保护作用相一致,GSK-343治疗加速了心脏炎症分辨率,可防止体内MI小鼠的梗死扩张和随后的心脏功能障碍。总而言之,我们的研究表明,对心脏效果的药理学表观遗传学调节可能会有望限制MI后限制心脏不良改造。
表观遗传学是指所有在不改变基因序列的情况下调节基因表达的可逆、可遗传过程。研究表明,DNA和组蛋白可以发生甲基化和乙酰化等化学修饰(仅对组蛋白而言),这些修饰可以引导DNA缠绕在组蛋白周围[5],并决定染色质的压缩。这些化学修饰通常被称为表观遗传“标记”。DNA和组蛋白之间的相互作用可以导致真染色质构象,在这种构象下基因可接近并因此被激活,或者导致异染色质构象,在这种构象下基因无法接近并因此受到抑制[6]。除了DNA和组蛋白修饰之外,其他机制也参与表观遗传调控,如核小体定位[7]和非编码RNA[8]。在这里,我们选择关注与衰老相关的研究最多的 DNA 和组蛋白修饰,尽管重要的是不要忘记所有表观遗传机制都是相互联系、相互影响的 [ 9 , 10 ]。例如,DNA 甲基化失调会诱导
表观遗传年龄预测因子是Horvath的表观遗传钟1,这是一个统计预测模型,在353 CpG位点使用DNAM至1个预测年龄。2种训练表观遗传时钟的标准方法涉及几个关键步骤:(i)从具有不同背景的个体3个个体的生物样本中收集生物样本; (ii)提取DNA并进行DNA甲基化分析; (iii)进行数据预处理4个程序,例如缺少数据插补,离群值删除和数据归一化; (iv)采用特征筛选方法5来识别相关的CPG站点,这些位点可预测年龄或与衰老过程相关; (v)将高维6回归模型与弹性净罚款拟合; (vi)在独立的测试数据集上评估模型性能,以验证其7个准确性和鲁棒性。8尽管有完善的构造表观遗传时钟的管道,但其中大多数仅提供点平均预测1,2,5。9
深度学习 (DL) 和可解释人工智能 (XAI) 已成为强大的机器学习工具,可用于识别空间或时间域中的复杂预测数据模式。在这里,我们考虑将 DL 和 XAI 应用于大型组学数据集,以便在分子水平上研究生物衰老。我们开发了一种先进的多视图图级表示学习 (MGRL) 框架,该框架整合了先前的生物网络信息,以细胞类型分辨率构建分子衰老时钟,随后我们使用 XAI 对其进行解释。我们将该框架应用于最大的单细胞转录组数据集之一,该数据集包含来自 981 名捐赠者的一百万多个免疫细胞,揭示了一个核糖体基因子网络,其表达与年龄无关,与细胞类型无关。将相同的 DL-XAI 框架应用于分类单核细胞的 DNA 甲基化数据,揭示了一种表观遗传失调的炎症反应途径,其活性随着年龄的增长而增加。我们表明,如果我们使用更标准的机器学习方法,就不会发现核糖体模块和炎症途径。总之,这里介绍的计算深度学习框架说明了深度学习与可解释的人工智能工具相结合如何揭示对复杂衰老过程的新颖生物学见解。
极端热量有充分的文献对健康和死亡率产生不利影响,但是它与生物衰老的联系(这是发病率和死亡过程的前光标)的联系不清楚。本研究研究了全国代表性的56岁以上成年人样本(n = 3686)的全国代表性样本中的环境室外热量与表观遗传老化之间的关联。使用热量指数计算社区中的热天数,涵盖了从收集血液到6年前的时间窗口。多级回归模型用于预测PCPhenoage加速度,PCGRIMAGE加速度和DunedInpace。在短期和中期窗户上有更多的热天数与PCPhenoage加速度的增加有关(例如,B先验7日起 +热量:1。07年)。长期热量与所有时钟相关(例如,B先前1年发射 +热量:PCPHENOAGE 2。48年,B先前1年发射 +热量:PCGrimage的1.09年,B先前的6年股票 +热量:DuneDInInInpace的0.05年)。亚组分析显示,没有社会人口统计学因素增加脆弱性的有力证据。这些发现提供了有关将热量与与衰老相关的发病率和死亡率风险联系起来的生物基础的见解。
简介:近年来,人们对基因表达调控的表观遗传机制的理解取得了巨大进展,而表观遗传机制是基因与环境相互作用的结果。营养和其他环境因素是关键因素,不仅可以在直接暴露的生物体中诱导表观遗传修饰,还可以通过表观遗传特征的跨代遗传在后代中诱导表观遗传修饰。目的:详细介绍与表观遗传调控、最主要的表观遗传机制、营养对表观遗传状态的影响以及相关模式、行为和特性相关的当前信息。方法:本综述共分析了 52 篇文章,包括综述和原创文章以及临床病例,其中使用了 31 个书目,因为其他文章与本研究无关。信息来源是 PubMed、Google Scholar 和 Cochrane;用于搜索西班牙语、葡萄牙语和英语信息的术语是:表观遗传学、营养、基因、甲基化、DNA。结果:表观遗传学研究基因表达的可遗传变化,这些变化不会改变 DNA 序列,而是改变其调控。这些变化,例如 DNA 甲基化和组蛋白修饰,会影响健康和癌症和代谢紊乱等疾病的发展。饮食等环境因素会影响表观遗传调控。ω-3 脂肪酸和多酚等营养素可以改变这些机制,促进对慢性疾病的保护作用。因此,营养表观遗传学成为开发治疗方法和预防策略的关键领域。结论:表观遗传学展示了饮食和生活方式等环境因素如何通过 DNA 甲基化、组蛋白修饰和基因沉默等机制影响基因表达而不改变 DNA 序列。这些过程解释了具有相同 DNA 的细胞如何具有不同的表型。地中海饮食或 DASH 等饮食中的营养素以及多酚、类胡萝卜素、ω-3 脂肪酸和硒等生物活性化合物可调节表观遗传调控,并对癌症、心血管疾病和肥胖等慢性疾病具有保护作用。这些进展提供了新的治疗可能性,凸显了营养表观遗传学在预防和治疗疾病以及改善健康和健康老龄化方面的潜力。关键词:表观遗传学、营养、基因、甲基化、DNA。
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抽象的干细胞具有自我更新和分化的特殊能力,使其在再生医学中具有很高的价值。其中,神经干细胞(NSC)在神经发育和修复过程中起着基本作用。NSC特征和命运受到微环境和细胞内信号传导的精致调节。有趣的是,新陈代谢在神经分化过程中策划表观基因组动力学方面起着关键作用,从而促进了从未分化的NSC到专门的神经元和神经胶质细胞类型的转移。新陈代谢和表观基因组之间的这种复杂的相互作用对于精确调节基因表达模式并确保正确的神经发育至关重要。本评论重点介绍了NSC命运的代谢调节背后的机制及其与表观遗传调节的联系,以塑造干性和神经分化的转录程序。对这些分子齿轮的全面理解对于在神经系统疾病的再生医学和个性化疗法中的转化应用似乎是基础。
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背景 COVID-19 后症状 (PCC) 影响全球数百万人,表现为持续的多系统症状。尽管有各种假设,但 PCC 背后的生物学机制仍不清楚。先前的研究将 PCC 与血液免疫细胞 DNA 甲基化组的改变联系起来,但其对肺细胞的随时间影响仍然未知。方法 2020-2021 年 COVID-19 后出现持续症状的患者 (n=13) 在入院时和一年后捐献了血液和痰液样本。同时收集症状和生理测试数据。纵向分析 DNA 甲基化 (DNAm) 谱并与健康对照者的大流行前 DNAm 数据进行比较。结果虽然外周血单核细胞 (PBMC) 没有显着变化,但在中性粒细胞和巨噬细胞富集级分中观察到纵向 DNAm 变化。这些变化与症状和生理指标显着相关。通路分析显示与心脏功能有关的细胞过程富集。结论我们确定了与心脏功能相关通路相关的肺免疫细胞纵向 DNAm 变化。这些变化与症状负担和心肺指标相关。结果提示了潜在的疾病机制并有助于诊断工具的开发。