人类卵巢是较早发生衰退的器官,这种衰退通常在37岁左右加速,导致生育能力下降,出生缺陷的风险增加,并最终在51岁左右绝经。
自然绝经年龄(ANM)部分由遗传因素决定,ANM年龄较大的人往往寿命更长,患心血管疾病、骨质疏松症和认知能力下降的风险更低,这凸显了ANM对健康的更广泛影响。然而,关于卵巢衰老的机制目前仍然知之甚少。
此外,尽管全基因组关联研究(GWAS)已经确定了数百个与ANM相关的遗传位点,但超过94%的检测到的变异位于基因组的非编码区域,这使得功能解释更加具有挑战性。
2025年2月5日,Nature Aging杂志发表题为“Multiomics atlas reveals molecular and genetic drivers of human ovarian aging”的文章,通过人类卵巢组织的多组学图谱,揭示驱动卵巢衰老的途径和遗传因素,有望为延长生殖寿命提高新的视角。
研究人员通过对年轻(23-29岁)和围绝经期(49-54岁)女性的卵巢组织进行了单核RNA测序(描绘细胞核的mRNA转录本,并提供活跃表达的基因及其表达水平的信息)和单核转座酶可及染色质测序(表明染色质区域开放并可转录)。通过在单细胞分辨率下分析卵巢的转录组变化,并将其与其他人体组织的转录组变化进行比较,确定了卵巢特异性衰老特征,并为促进卵巢加速衰老的分子机制提供了见解。此外,研究还确定了调控元件,如启动子和增强子,通常位于开放染色质中,并将它们与ANM变体整合以确定功能性非编码变体。
衰老相关的转录组变化在卵巢细胞类型中显示出显著的一致性:不同的细胞类型表现出一致的基因表达变化的方向性和幅度,这与在其他人体组织中观察到的异质性模式不同。衰老的标志性特征包括氧化磷酸化和DNA损伤修复活性降低,mTOR信号(一种调节细胞生长、增殖和细胞代谢的营养感应途径)升高,以及大多数卵巢细胞类型的细胞衰老加剧。值得注意的是,mTOR信号作为卵巢特异性衰老途径出现,这表明它是生殖衰老的分子决定因素。
随后,研究人员将数据集与ANM相关的遗传变异进行整合,发现了100多种功能性非编码变异,包括rs3741605(一种在以前的GWAS中发现的与旧ANM相关的调节变异)。利用干细胞衍生的多种卵巢细胞类型进行的实验表明,rs3741605可降低HELB的表达。HELB编码DNA解旋酶B,抑制同源重组。降低HELB表达可能增强同源重组介导的DNA修复,并可能延缓卵巢衰老。这些发现揭示了卵巢衰老的机制,并提出了潜在的治疗靶点—抑制mTOR是维持卵巢功能和延长女性生殖寿命的一个很有前途的途径。
总的来说,该研究对生殖健康和衰老生物学具有广泛的意义。通过识别卵巢衰老的关键途径和遗传调节因子,例如 mTOR 信号传导和HELB调控遗传变异,发掘延缓卵巢衰老的潜在治疗靶点,从而干预更年期相关的健康风险,并可能延长女性生殖寿命。
哥本哈根大学 Eva Hoffmann教授表示:“人类卵巢的衰老速度比其他器官更快,本文报告了卵巢衰老特征与其他器官在衰老‘一般特征’方面相似的特征。与人类遗传学的整合是了解生殖寿命的关键一步。这种方法非常及时,将提高我们对影响世界 50% 人口的鲜为人知的过程的认识。”
参考文献:
https://www.nature.com/articles/s43587-025-00821-5
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