狗狗1歲相當于人類幾歲？

有一種說法“狗的年齡乘以7可以得出對應的人類年齡”，但真的是這樣嗎？

近日，加州大學圣地亞哥分校的研究團隊繪制了拉布拉多犬基因組中的甲基化變化圖譜，并得出一個公式，可以更準確地比較人類和狗的年齡。結果表明，狗和人類在其壽命中的老化速度不同，因此這種比較并不是像1:7那樣完全線性的。更重要的是，該研究團隊建立的基于甲基化的公式是第一個可跨物種的年齡轉換公式，不僅幫助科學家評估抗衰老策略，還可以為獸醫提供潛在的有用工具。該研究成果發表在Cell Systems上，文章題為“Quantitative Translation of Dog-to-Human Aging by Conserved Remodeling of the DNA Methylome”。

來源：Cell?Systems

所有的哺乳動物，無論是狗、人還是其他任何生物，都經歷著相似的生命周期，包括胚胎發育、出生、嬰兒、青春期、成熟和衰老。發育和衰老在不同物種中是以不同速率發生的保守過程。近年來，科學家發現衰老過程中的關鍵分子改變是DNA甲基化組的重塑。研究已經發現數以萬計的CpG甲基化狀態會隨著時間的變化而發生可預測的變化，進而能夠構建稱為“表觀遺傳鐘”的數學模型，利用這些模型來準確地檢測個體的年齡。但尚不清楚隨著年齡增長發生的主要表觀遺傳變化是否涉及不同物種中相同或不同（甚至隨機）的CpG位點。

該研究由加州大學圣地亞哥分校Trey Ideker教授領導進行，加州大學戴維斯分校獸醫學院人口健康與生殖學Danika Bannasch教授以及癌癥遺傳學和比較基因組學分部主任Elaine Ostrander教授也參與了該研究。Bannasch博士提供了100多只拉布拉多犬的血液樣本。作為最早對狗基因組進行測序的人，Ostrander博士為狗基因組分析提供了寶貴的意見。

為比較狗和人類一生中基因組發生的甲基化變化，以確定與年齡相關的保守變化，研究團隊開發了一種同亞硫酸氫鹽測序（SysBS）方法，用于鑒定狗基因組中與由Illumina人類甲基化組陣列捕獲的CpG同義的CpG。數據顯示，SysBS可在Illumina陣列的232,000個保守CPG中捕獲90,000個CpG。

圖：研究概述，來源：Cell?Systems

使用這種方法，研究人員對104只拉布拉多犬的基因組甲基化進行了鑒定，年齡在0.1至16歲之間。同時，整合了此前發表的甲基化譜，這些甲基化數據來自1至103歲之間的320個人的血液。通過比較，研究團隊繪制了一個公式（人的年齡=16 ln(狗的年齡)+31），可以將狗的年齡與人類年齡進行匹配。

圖：狗狗與人類年齡換算

結果表明，甲基化組變化不是按照線性1:7的比率隨時間進行。分析發現，幼犬和年輕人、老年狗和老年人的甲基化組最為相似，表明物種間甲基化變化的保守性。與人類相比，在狗年幼時的衰老速度更快。其中，狗的1歲類似于人31歲；狗4歲相當于人53歲；在狗7歲時衰老速度開始變慢。一只12歲的狗相當于71歲的人類。

此外，研究人員將好萊塢巨星湯姆·漢克斯的年齡跟拉布拉多做了對比。從圖中可以看出，兩歲的拉布拉多的生物學年齡已經到中年了，相當于人類的42歲。

圖：人類年齡與狗狗年齡對比，來源：Cell Press

Ideker表示：“表觀遺傳學的改變為科學家提供了有效的基因組年齡線索，就像一個人的皺紋為年齡提供了線索。”狗為科學家提供了一個獨特的機會來對比物種間的甲基化變化。盡管可能有450多個不同的狗品種，但大多數是少數品種衍生的，并且不同狗品種內部具有很強的表型和遺傳同質性。鑒于狗與人類的親密關系，狗的環境和化學暴露也與人類非常相似，它們獲得的保健水平幾乎相同。

通常甲基化測序預測物種年齡僅用于同一物種。研究團隊發現基因組的甲基化狀態可用于構建不同物種間的年齡保守模型。數據分析表明，多種哺乳動物在衰老過程中經歷了保守的甲基化變化，這些變化的范圍是整個甲基化組。但一個物種隨著年齡增長而變化的軌跡不一定與另一個物種的變化軌跡一致。

同時，該研究也存在一定的局限性。研究獲得的表觀遺傳模型是用單個犬種開發的，但某些犬種的壽命比其他犬更長，因此還需要進行更多的研究驗證。接下來，研究團隊計劃檢測其他犬種，使用唾液樣本確定結果是否成立，并通過小鼠模型分析通過各種干預措施延長壽命時其表觀遺傳標記發生了什么。

參考資料：

1.Quantitative Translation of Dog-to-Human Aging by Conserved Remodeling of the DNA Methylome. Cell Systems, 2020, DOI:https://doi.org/10.1016/j.cels.2020.06.006

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

2.Epigenetic Clock More Accurately Aligns Dog Age to Human Years

https://www.genengnews.com/news/epigenetic-clock-more-accurately-indicates-dog-age-to-human-years/

3.?Translation of Dog Years Into Human Years Updated With Epigenetic Analysis

https://www.genomeweb.com/sequencing/translation-dog-years-human-years-updated-epigenetic-analysis#.XwV5tjMpj2d

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總結

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