Science：是什么决定了人类的端粒长度？

端粒是位于染色体末端的DNA蛋白复合物，其可以保护染色体末端不被降解和融合。已有的研究显示，端粒的DNA成分随着细胞的每次分裂而缩短，最终会引发细胞衰老。

血液细胞中的端粒长度（TL）作为人类衰老的生物标志物和年龄相关疾病的危险因素已被广泛研究。然而，至今为止，全血中的TL能够在多大程度上反映疾病相关组织类型中的TL是未知的，而且关于不同人类组织中TL的变异性还没有得到很好的描述。

基因型-组织表达（GTEx）项目收集的人类遗体组织样本为研究许多人类组织类型中的TL提供了机会，而关于遗传变异、基因表达和供体特征的附带数据使我们能够研究组织类型内和组织类型间TL的人口学、遗传学和生物学决定因素和相关性。

最近，研究人员就此在Science杂志发文。为了更好地了解TL的变异和决定因素，其测量了来自952名GTEx捐献者（已故，年龄在20至70岁之间）的超过25种组织类型中的相对TL（RTL，DNA样本中相对于标准样本的端粒重复丰度）。

研究人员使用Luminex检测法对6391个独特的组织样本进行了RTL测量，生成了最大的公开可用的多组织TL数据集。此外，研究人员还将RTL测量结果与GTEx供体特征、遗传变异和组织特异性表达的数据进行整合，并使用线性混合模型（跨所有组织和组织内）分析RTL和协变量之间的关系。

通过这种分析，研究人员试图实现四个目标。(i)表征TL的变异来源，(ii)评估全血TL作为其他组织类型中TL的代理的合理性，(iii)检查年龄和TL在不同组织类型之间的关系，以及(iv)描述TL的生物决定因素和相关因素。

结果显示，RTL的变异可归因于组织类型、捐赠者和年龄，其次是种族或民族、吸烟，以及已知的影响白细胞TL的遗传变异。各组织间的RTLs一般呈正相关，全血RTL是大多数组织中RTL的替代物。不同组织类型的RTL不同，全血的RTL最短，睾丸的RTL最长。

在大多数组织中，RTL与年龄成反比，这种关系在平均RTL较短的组织中最强。在所有组织和特定组织类型中，非洲血统与较长的RTL有关，这表明基于血统的TL差异存在于生殖细胞中，并被传递给子代。

由已知影响白细胞TL的遗传变异组成的多基因评分与所有组织的RTL相关，其中几个TL相关变异影响了附近基因在多种组织类型中的表达。TL维持基因中罕见的功能丧失变异的携带者具有较短的RTL（基于对多种组织类型的分析），这表明这些变异可能会导致一般人群中个体的TL较短。TL维持酶端粒酶的成分在睾丸中比在任何其他组织中都有更高的表达。因此，研究人员发现RTL可能介导年龄对人类组织中基因表达的影响的证据。

综上所述，研究人员已经确定了许多人类组织类型中TL的变异性，以及衰老、祖先、遗传变异和其他生物过程对这种变异性的贡献。

从不同组织中观察到的TL测量值之间的相关性强调了宿主因素的存在，这些因素对TL的影响是跨组织类型共享的（例如，胚胎中的TL）。

这些结果对解释白细胞TL和疾病的流行病学研究具有重要意义。

原始出处：

Kathryn Demanelis et al. Determinants of telomere length across human tissues. Science (2020). DOI: DOI: 10.1126/science.aaz6876