人類卵巢是較早發生衰退的器官,這種衰退通常在37歲左右加速,導致生育能力下降,出生缺陷的風險增加,并最終在51歲左右絕經。
自然絕經年齡(ANM)部分由遺傳因素決定,ANM年齡較大的人往往壽命更長,患心血管疾病、骨質疏松癥和認知能力下降的風險更低,這凸顯了ANM對健康的更廣泛影響。然而,關于卵巢衰老的機制目前仍然知之甚少。
此外,盡管全基因組關聯研究(GWAS)已經確定了數百個與ANM相關的遺傳位點,但超過94%的檢測到的變異位于基因組的非編碼區域,這使得功能解釋更加具有挑戰性。
2025年2月5日,Nature Aging雜志發表題為“Multiomics atlas reveals molecular and genetic drivers of human ovarian aging”的文章,通過人類卵巢組織的多組學圖譜,揭示驅動卵巢衰老的途徑和遺傳因素,有望為延長生殖壽命提高新的視角。
研究人員通過對年輕(23-29歲)和圍絕經期(49-54歲)女性的卵巢組織進行了單核RNA測序(描繪細胞核的mRNA轉錄本,并提供活躍表達的基因及其表達水平的信息)和單核轉座酶可及染色質測序(表明染色質區域開放并可轉錄)。通過在單細胞分辨率下分析卵巢的轉錄組變化,并將其與其他人體組織的轉錄組變化進行比較,確定了卵巢特異性衰老特征,并為促進卵巢加速衰老的分子機制提供了見解。此外,研究還確定了調控元件,如啟動子和增強子,通常位于開放染色質中,并將它們與ANM變體整合以確定功能性非編碼變體。
衰老相關的轉錄組變化在卵巢細胞類型中顯示出顯著的一致性:不同的細胞類型表現出一致的基因表達變化的方向性和幅度,這與在其他人體組織中觀察到的異質性模式不同。衰老的標志性特征包括氧化磷酸化和DNA損傷修復活性降低,mTOR信號(一種調節細胞生長、增殖和細胞代謝的營養感應途徑)升高,以及大多數卵巢細胞類型的細胞衰老加劇。值得注意的是,mTOR信號作為卵巢特異性衰老途徑出現,這表明它是生殖衰老的分子決定因素。
隨后,研究人員將數據集與ANM相關的遺傳變異進行整合,發現了100多種功能性非編碼變異,包括rs3741605(一種在以前的GWAS中發現的與舊ANM相關的調節變異)。利用干細胞衍生的多種卵巢細胞類型進行的實驗表明,rs3741605可降低HELB的表達。HELB編碼DNA解旋酶B,抑制同源重組。降低HELB表達可能增強同源重組介導的DNA修復,并可能延緩卵巢衰老。這些發現揭示了卵巢衰老的機制,并提出了潛在的治療靶點—抑制mTOR是維持卵巢功能和延長女性生殖壽命的一個很有前途的途徑。
總的來說,該研究對生殖健康和衰老生物學具有廣泛的意義。通過識別卵巢衰老的關鍵途徑和遺傳調節因子,例如 mTOR 信號傳導和HELB調控遺傳變異,發掘延緩卵巢衰老的潛在治療靶點,從而干預更年期相關的健康風險,并可能延長女性生殖壽命。
哥本哈根大學 Eva Hoffmann教授表示:“人類卵巢的衰老速度比其他器官更快,本文報告了卵巢衰老特征與其他器官在衰老‘一般特征’方面相似的特征。與人類遺傳學的整合是了解生殖壽命的關鍵一步。這種方法非常及時,將提高我們對影響世界 50% 人口的鮮為人知的過程的認識。”
參考文獻:
https://www.nature.com/articles/s43587-025-00821-5
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