端粒长度因人体组织类型而异

端粒长度长期以来一直被认为是人类衰老和疾病的重要生物标志物，但大多数关于端粒长度和健康之间关系的研究只着眼于一种组织类型:血液。对于研究衰老、疾病和生活方式因素对端粒长度的影响的研究人员来说，这一局限性提出了一个问题，即血细胞是否是其他组织的可靠代理。

一项新的研究，发表在9月11日的科学，通过检查回答这个问题端粒长度在超过20种不同的人体组织中，来自近1000个个体的死后捐献者。结果表明，全血端粒长度可以作为其他大多数组织端粒长度的替代，进一步支持了现有的端粒长度、祖先和衰老之间的关系的研究。

端粒是位于染色体末端的重复的、非编码的DNA序列，起到了保护帽的作用，防止基因组退化。每次细胞分裂时，染色体都要被复制，给每个新细胞一个新的副本。这样做的酶不能到达染色体的末端，所以在每次复制过程中，染色体顶端会丢失一点。端粒提供了少量额外的染色体作为缓冲，保护重要的遗传信息不丢失。

正常的衰老与端粒缩短有关，而端粒缩短与死亡率和死亡率有关与年龄相关的疾病。但是端粒缩短、衰老和疾病之间的关系还不完全清楚——部分原因是科学家们还没有完全了解端粒在不同组织类型之间的差异。

“大多数关于人类端粒长度的研究集中在容易从活体样本中收集的组织类型，比如全血或唾液，”第一作者Kathryn Demanelis博士说，她是芝加哥大学公共健康科学系的博士后学者。“我们想看看整个染色体端粒的长度血细胞与其他组织中发现的相同。”

在这项研究中，科学家们利用了基因型组织表达(GTEx)项目，这是一个大规模的公共资源，专注于从数百名人类受试者的许多不同组织中收集样本。

GTEx研究最初是为了研究遗传的方式遗传变异芝加哥大学公共健康科学和人类遗传学副教授、资深作者布兰登·皮尔斯博士说。“我们看到GTEx组织银行作为一个机会访问组织类型,我们通常不能简单的研究,和看一个重要biomarker-telomere长度和开始深入提问有关端粒长度之间的关系和肺癌等疾病,随着年龄的增长,端粒缩短在不同类型的组织。”

研究人员使用了一种新型的测定端粒长度的方法，其成本可与传统方法相媲美，但具有“更高的吞吐量和更好的精度”，该研究的合著者、医学博士、芝加哥大学人口和精确健康研究所的研究副教授Muhammad Kibriya说。通过分析6000多个组织样本在超过20种组织类型和近1000个独特的死后人体实验对象中，Kibriya说，“我们能够在样本集合中发现组织与组织之间的端粒长度在统计上的显著差异。”

这使得研究人员可以比较各种组织的端粒长度，如皮肤、大脑、肺、结肠和肾脏，并测量血细胞的端粒长度。

他们发现,从23日组织研究,端粒长度在15组织显示清晰,与全血细胞端粒长度正相关,支持使用容易收集全血细胞端粒长度作为端粒长度的代理在harder-to-access组织,如大脑和肾脏。

皮尔斯说:“我们还能够通过观察所有这些组织类型来回答反复研究的血细胞端粒问题。”“有些模式在不同的组织中都存在，比如衰老过程中端粒变短，非洲血统的人端粒变长，但其他模式则不存在，比如女性的端粒变长。”我们只在吸烟者的少数组织中观察到更短的端粒。”

这有助于澄清过去研究中表明个体特征和端粒长度之间关系的矛盾结果。

这些结果将帮助研究人员了解端粒长度的哪些方面一直与遗传有关，而哪些方面可能受生活方式、环境暴露或表观遗传变化的影响。这反过来将使科学家更容易研究和理解特定生物标志物在衰老和疾病中的作用。

“作为流行病学家，我们经常试图通过研究来回答问题血所以我们必须知道这些生物标记物在不同的组织类型中是如何变化的，”Pierce说。“这是一个很大的限制。但我们知道，遗传的基因组序列在每个组织中都是相同的，所以如果我们能理解特定的基因变异如何影响生物标记，比如特定组织类型中的端粒长度，就能更容易地研究人类群体中的生物标记。我们可以利用遗传基因变异来预测组织特异性生物标记。”

未来的项目将进一步探索GTEx样本，研究不同类型的生物标志物组织类型。“这项第一项研究为更好地理解不同组织中的端粒长度提供了资源，并将允许其他研究人员将他们的数据与我们的结果进行比较，”Demanelis说。“未来，我们将研究其他标记物，比如不同类型组织中的DNA甲基化和体细胞突变，试图了解它们之间的关系。端粒长度和衰老。”

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