狗1岁相当于人31岁！基于甲基化图谱建立首个跨物种年龄转换公式

狗相当于人几岁？

有句话叫“狗的年龄乘以7，得到对应的人的年龄”，但这是真的吗？

最近，加州大学圣地亚哥分校的一组研究人员绘制了拉布拉多猎犬基因组中的甲基化变化，并推导出了一个可以更准确地比较人类和狗的年龄的公式。事实证明，狗和人在其一生中的年龄不同，因此比较并不像1:7那样完全是线性的。更重要的是，研究团队建立的基于甲基化的公式是第一个跨物种年龄转换公式，它不仅可以帮助科学家评估抗衰老策略，还可以为兽医提供潜在有用的工具。该研究成果发表在《CellSystems》杂志上，文章标题为“QuantitativeTranslationofDog-to-HumanAgingbyConservedRemodelingoftheDNAMethylome”。

来源：细胞系统

所有哺乳动物，无论是狗、人还是任何其他生物，都会经历相似的生命周期，包括胚胎发育、出生、婴儿期、青春期、成熟和衰老。发育和衰老是在不同物种中以不同速率发生的保守过程。近年来，科学家发现衰老过程中的关键分子改变是DNA甲基化组的重塑。研究发现，数以万计的CpGs的甲基化状态会随着时间的推移发生可预测的变化，从而可以构建称为“表观遗传时钟”的数学模型，并利用这些模型来准确检测个体的年龄。但目前尚不清楚随年龄增长而发生的主要表观遗传变化是否涉及不同物种中相同或不同（甚至随机）的CpG位点。

该研究由加州大学圣地亚哥分校TreyIdeker教授牵头，DanikaBannasch教授、人口健康与生殖科学DanikaBannasch教授和癌症遗传学与比较学部主任ElaineOstrander教授参与加州大学戴维斯分校兽医学院基因组学。Bannasch博士提供了100多只拉布拉多猎犬的血液样本。作为第一个对狗基因组进行测序的人，Ostrander博士为狗基因组的分析提供了宝贵的意见。

为了比较狗和人类基因组中发生的甲基化变化以确定与年龄相关的保守变化，研究团队开发了一种高亚硫酸氢盐测序(SysBS)方法来识别与Illumina人类甲基化组阵列捕获的CpG同义的CpG。数据显示，SysBS可以捕获Illumina阵列中232,000个保守CPG中的90,000个CpG。

图：研究概况，来源：CellSystems

使用这种方法，研究人员对104只年龄在0.1至16岁的拉布拉多猎犬的基因组甲基化进行了表征。同时，整合了先前公布的来自320名年龄在1至103岁之间的个体血液的甲基化图谱。通过比较，研究小组制定了一个公式（人的年龄=16ln（狗的年龄）+31）来匹配狗的年龄和人的年龄。

图：狗与人的年龄换算

结果表明，随着时间的推移，甲基的变化并不遵循1:7的线性比例。分析发现，⑷幼犬与幼犬、老犬与老犬的甲基化组最为相似，表明物种间甲基化变化具有保守性。与人类相比，狗在年轻的时候衰老得更快。其中，狗的1岁与人的31岁相近；狗的4岁相当于人的53岁；狗的衰老速度在7岁时开始减慢。一只12岁的狗相当于一个71岁的人。

此外，研究人员将好莱坞巨星汤姆汉克斯的年龄与拉布拉多犬的年龄进行了比较。从图中可以看出，两岁拉布拉多的生理年龄已经到了中年，相当于人类的42岁。

图：人类年龄与狗年龄对比，来源：CellPress

艾德克说：“表观遗传学的变化为科学家提供了有效的基因组年龄线索，就像人的皱纹提供年龄线索一样。”狗为科学家提供了一个独特的机会来比较不同物种的甲基化变化。虽然可能有超过450种不同的犬种，但大多数都来自少数品种，并且不同犬种之间具有很强的表型和遗传同质性。鉴于它们与人类的密切关系，狗也与人类有非常相似的环境和化学暴露，并且它们接受几乎相同水平的医疗保健。

通常甲基化测序仅预测同一物种的物种年龄。研究团队发现，基因组的甲基化状态可以用来构建不同物种间的年龄守恒模型。数据分析显示，多种哺乳动物在衰老过程中经历了跨越整个甲基化组的保守甲基化变化。但是一个物种随年龄变化的轨迹不一定与另一个物种的轨迹相匹配。

同时，该研究也存在一定的局限性。该研究中获得的表观遗传模型是针对个别犬种开发的，但有些犬种的寿命比其他犬种长，因此需要更多的研究来验证它们。接下来，研究团队计划测试其他犬种，使用唾液样本来确定结果是否成立，并使用小鼠模型来分析当通过各种干预措施延长寿命时，它们的表观遗传标记会发生什么变化。

参考资料：

1.通过DNA甲基化组的保守重塑定量翻译狗对人的衰老。细胞系统，2020年，DOI：https://doi.org/10.1016/j.cels.2020.06.006

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

2.表观遗传时钟更准确地将狗的年龄与人类的年龄对齐

3。通过表观遗传分析将狗年转化为人类年