复制历史作为决定人类组织间表观遗传噪声的主要因素

DNA甲基化变化会随着年龄增长通过受调控和随机性过程共同积累，然而表观遗传信息丧失的决定因素仍未得到充分界定。利用来自14种组织的1,531份健康人类样本的全基因组DNA甲基化谱，我们采用香农熵定量表观遗传噪声，并对其进行校正以消除细胞和组织异质性的影响。校正后的熵在启动子、第一外显子和CpG岛中始终较低，而在CpG贫乏区和基因间区中较高。累积有丝分裂历史与表观遗传噪声的关联强于实际年龄，并解释了其大部分变异，尤其是在CpG富集的调控区域内。相比之下，与年龄相关且不依赖复制的效应在CpG岛之外以及脑等低增殖组织中占主导地位。此外，生物学年龄加速在很大程度上可归因于细胞分裂，并呈现组织特异性。总体而言，有丝分裂历史是人类组织中表观遗传噪声积累的主要决定因素，而基因组背景则调节衰老过程中各区域对甲基化信息丧失的易感性。

DNA甲基化变化会随着年龄增长而累积，这一过程既受调控，也具有随机性，但表观遗传信息丧失的决定因素仍未明确。我们利用来自14种组织、共1,531份健康人样本的全基因组DNA甲基化谱，通过香农熵量化表观遗传噪声，并对细胞和组织异质性进行了校正。校正后的熵在启动子、首外显子和CpG岛中始终较低，而在CpG贫乏区和基因间区域中较高。累积的有丝分裂历史与表观遗传噪声的关联强于时间年龄，尤其在CpG富集的调控区域内，能够解释其大部分变异。相比之下，年龄相关且与复制无关的效应主要存在于CpG岛之外以及脑等低增殖组织中。此外，生物学年龄加速在很大程度上可归因于组织特异性的细胞分裂。总体而言，有丝分裂历史是人类各组织表观遗传噪声累积的主要决定因素，而基因组背景则调控着衰老过程中甲基化信息丧失的区域易感性。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.19.745715v1?rss=1

🏷️ DNA甲基化 表观遗传噪声 有丝分裂历史 衰老 组织特异性