Biomarkers of aging
उम्र बढ़ने के बायोमार्कर बायोमार्कर होते हैं जो कालानुक्रमिक उम्र की तुलना में कुछ बाद की उम्र में कार्यात्मक क्षमता की भविष्यवाणी कर सकते हैं। एक अन्य तरीके से कहा गया है कि उम्र बढ़ने के बायोमार्कर वास्तविक "जैविक आयु" देंगे, जो कालानुक्रमिक आयु से अलग हो सकती है। उम्र बढ़ने के मान्य बायोमार्कर जीवनकाल बढ़ाने के लिए परीक्षण हस्तक्षेपों की अनुमति देंगे, क्योंकि बायोमार्कर में परिवर्तन जीव के पूरे जीवनकाल में देखे जा सकते हैं। हालाँकि अधिकतम जीवनकाल उम्र बढ़ने के बायोमार्कर को मान्य करने का एक साधन होगा, लेकिन यह मनुष्यों जैसी लंबे समय तक जीवित रहने वाली प्रजातियों के लिए एक व्यावहारिक साधन नहीं होगा क्योंकि अनुदैर्ध्य अध्ययन में बहुत अधिक समय लगेगा। आदर्श रूप से, उम्र बढ़ने के बायोमार्कर को उम्र बढ़ने की जैविक प्रक्रिया का आकलन करना चाहिए न कि बीमारी की प्रवृत्ति का, जीव में परीक्षण के लिए न्यूनतम मात्रा में आघात का कारण बनना चाहिए, और जीव के जीवनकाल की तुलना में थोड़े अंतराल के दौरान पुनः उत्पादन योग्य रूप से मापा जाना चाहिए। किसी जीव के लिए बायोमार्कर डेटा के संयोजन को उसका "आयु प्रकार" कहा जा सकता है। हालाँकि उम्र के साथ बालों का सफेद होना बढ़ता है, लेकिन बालों के सफेद होने को उम्र बढ़ने का बायोमार्कर नहीं कहा जा सकता है। इसी तरह, उम्र बढ़ने के साथ देखी जाने वाली त्वचा की झुर्रियाँ और अन्य सामान्य परिवर्तन कालानुक्रमिक आयु की तुलना में भविष्य की कार्यक्षमता के बेहतर संकेतक नहीं हैं। बायोजेरॉन्टोलॉजिस्ट्स ने उम्र बढ़ने के बायोमार्कर खोजने और उन्हें मान्य करने के लिए लगातार प्रयास किए हैं, लेकिन अब तक सफलता सीमित रही है। मध्यम आयु वर्ग के चूहों के अपेक्षित जीवन काल की अच्छी भविष्यवाणी करने के लिए सीडी4 और सीडी8 स्मृति टी कोशिकाओं और सरल टी कोशिकाओं के स्तर का उपयोग किया गया है। बड़े डेटा विश्लेषण में प्रगति ने नए प्रकार की "उम्र बढ़ने वाली घड़ियों" को विकसित करने की अनुमति दी। एपिजेनेटिक घड़ी उम्र बढ़ने का एक आशाजनक बायोमार्कर है और मानव कालानुक्रमिक आयु की सटीक भविष्यवाणी कर सकती है। कालानुक्रमिक आयु की सटीक भविष्यवाणी करने के लिए बुनियादी रक्त जैव रसायन और कोशिका गणना का भी उपयोग किया जा सकता है। दक्षिण कोरियाई, कनाडाई और पूर्वी यूरोपीय आबादी के बड़े डेटासेट पर हेमेटोलॉजिकल घड़ी के आगे के अध्ययनों से पता चला है कि उम्र बढ़ने के बायोमार्कर जनसंख्या-विशिष्ट और मृत्यु दर की भविष्यवाणी कर सकते हैं। ट्रांसक्रिप्टोमिक घड़ी का उपयोग करके मानव कालानुक्रमिक आयु की भविष्यवाणी करना भी संभव है। एपिजेनेटिक निशान हिस्टोन का नुकसान उम्र बढ़ने वाली कोशिकाओं के अध्ययन में पाया जाने वाला एक नया एपिजेनेटिक निशान हिस्टोन का नुकसान है। अधिकांश साक्ष्य से पता चलता है कि हिस्टोन का नुकसान कोशिका विभाजन से जुड़ा हुआ है। उम्र बढ़ने और खमीर को विभाजित करने में एमएनएज़-सेक (माइक्रोकोकल न्यूक्लियस अनुक्रमण) ने ~50% के न्यूक्लियोसोम का नुकसान दिखाया। खमीर में उचित हिस्टोन खुराक महत्वपूर्ण है जैसा कि हिस्टोन को अधिक व्यक्त करने वाले उपभेदों में देखे गए विस्तारित जीवनकाल से दिखाया गया है। खमीर में हिस्टोन के नुकसान का एक परिणाम प्रतिलेखन का प्रवर्धन है। युवा कोशिकाओं में, जो जीन उम्र के साथ सबसे अधिक प्रेरित होते हैं, उनमें विशिष्ट क्रोमैटिन संरचनाएं होती हैं, जैसे कि अस्पष्ट परमाणु स्थिति, प्रवर्तक पर एक न्यूक्लियोसोम क्षीण क्षेत्र (एन. डी. आर.) की कमी, कमजोर क्रोमैटिन चरण, टी. ए. टी. ए. तत्वों की उच्च आवृत्ति, और दमनकारी क्रोमैटिन कारकों की उच्च अधिभोग। हालाँकि, पुरानी कोशिकाओं में, प्रवर्तक में एक ही जीन न्यूक्लियोसोम का नुकसान अधिक प्रचलित है जो इन जीनों के उच्च प्रतिलेखन की ओर ले जाता है। यह घटना न केवल खमीर में देखी जाती है, बल्कि उम्र बढ़ने वाले कीड़ों में, मानव द्विगुणित प्राथमिक फाइब्रोब्लास्ट की उम्र बढ़ने के दौरान और वृद्ध मानव कोशिकाओं में भी देखी गई है। मानव प्राथमिक फाइब्रोब्लास्ट में, नए हिस्टोन के कम संश्लेषण को छोटे टेलोमेरेस का परिणाम देखा गया जो डी. एन. ए. क्षति प्रतिक्रिया को सक्रिय करते हैं। कोर हिस्टोन का नुकसान कई जीवों में उम्र बढ़ने का एक सामान्य एपिजेनेटिक निशान हो सकता है। हिस्टोन प्रकार मुख्य हिस्टोन, एच2ए, एच2बी, एच3 और एच4 के अलावा, हिस्टोन प्रोटीन के अन्य संस्करण हैं जो अपने अनुक्रम में काफी भिन्न हो सकते हैं और क्रोमैटिन गतिकी को विनियमित करने के लिए महत्वपूर्ण हैं। हिस्टोन एच3.3 हिस्टोन एच3 का एक प्रकार है जिसे प्रतिकृति से स्वतंत्र जीनोम में शामिल किया जाता है। यह सेनेसेंट मानव कोशिकाओं के क्रोमैटिन में देखा जाने वाला हिस्टोन एच3 का प्रमुख रूप है, और ऐसा प्रतीत होता है कि अतिरिक्त एच3.3 सेनेसेंस हो सकता है। हिस्टोन 2 के कई प्रकार हैं, जो सबसे उल्लेखनीय रूप से उम्र बढ़ने में शामिल है, वह है मैक्रोएच2ए। मैक्रोएच2ए के कार्य को आम तौर पर प्रतिलेखन मौन माना गया है; हाल ही में, यह सुझाव दिया गया है कि मैक्रोएच2ए सेनेसेन्स-एसोसिएटेड हेटेरोक्रोमैटिन फोसी (एसएएचएफ) में प्रतिलेखन को दबाने में महत्वपूर्ण है। क्रोमैटिन जिसमें मैक्रोएच2ए होता है, एटीपी-निर्भर पुनर्निर्माण प्रोटीन और प्रतिलेखन कारकों के बंधन के लिए अभेद्य है। हिस्टोन संशोधन हिस्टोन का बढ़ता एसिटिलेशन एक जीव की उम्र के रूप में क्रोमैटिन को अधिक यूक्रोमेटिक स्थिति लेने में योगदान देता है, जो हिस्टोन के नुकसान के कारण देखे गए बढ़े हुए प्रतिलेखन के समान है। उम्र बढ़ने के दौरान एच3के56एसी के स्तर में कमी और एच4के16एसी के स्तर में वृद्धि भी होती है। पुरानी खमीर कोशिकाओं में बढ़ा हुआ एच4के16एसी एचडीएसी सर2 के स्तर में गिरावट से जुड़ा हुआ है, जो अधिक अभिव्यक्त होने पर जीवन काल को बढ़ा सकता है। हिस्टोन के मिथाइलेशन को कई जीवों में जीवन अवधि विनियमन से जोड़ा गया है, विशेष रूप से H3K4me3, एक सक्रियक चिह्न, और H4K27me3, एक दमनक चिह्न। सी. एलिगेंस में, एच3के4 के ट्राइमिथाइलेशन को उत्प्रेरित करने वाले तीन ट्राइथोरैक्स प्रोटीनों जैसे डब्ल्यू. डी. आर.-5 और मिथाइलट्रांसफरेसेस एस. ई. टी.-2 और ए. एस. एच.-2 में से किसी का नुकसान, एच3के4मे3 के स्तर को कम करता है और जीवनकाल को बढ़ाता है। एच3के4एमई3, आरबी-2 को डिमाइथाइलेट करने वाले एंजाइम का नुकसान, सी. एलिगेंस में एच3के4एमई3 के स्तर को बढ़ाता है और उनके जीवन काल को कम करता है। रीसस मकाक ब्रेन प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स में, एच3के4एमई2 प्रसवोत्तर विकास और उम्र बढ़ने के दौरान प्रवर्तकों और बढ़ाने वालों पर बढ़ता है। ये वृद्धि उत्तरोत्तर अधिक सक्रिय और प्रतिलेखन रूप से सुलभ (या खुली) क्रोमैटिन संरचनाओं को दर्शाती हैं जो अक्सर तनाव प्रतिक्रियाओं जैसे डी. एन. ए. क्षति प्रतिक्रिया से जुड़ी होती हैं। ये परिवर्तन जीव द्वारा अनुभव किए गए तनाव और क्षति की एक एपिजेनेटिक स्मृति बना सकते हैं क्योंकि यह विकसित होता है और उम्र बढ़ता है। UTX-1, एक H3K27me3 डिमाइथाइलेज, C.elegans की उम्र बढ़ने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता हैः बढ़ी हुई UTx-1 अभिव्यक्ति H3K27me3 में कमी और जीवनकाल में कमी के साथ संबंधित है। यू. टी. एक्स.-1 नॉकडाउन ने जीवनकाल में वृद्धि दिखाई एच3के27एमई3 के स्तर में परिवर्तन का ड्रोसोफिला और मनुष्यों में उम्र बढ़ने वाली कोशिकाओं पर भी प्रभाव पड़ता है। डी. एन. ए. का डी. एन. ए. मिथाइलेशन स्तनधारी कोशिकाओं में एक सामान्य संशोधन है। साइटोसिन आधार मिथाइलेटेड होता है और 5-मिथाइलसाइटोसिन बन जाता है, अक्सर जब सी. पी. जी. संदर्भ में होता है। सी. पी. जी. द्वीपों का हाइपरमेथाइलेशन प्रतिलेखन दमन से जुड़ा हुआ है और इन स्थलों का हाइपोमेथाइलेशन प्रतिलेखन सक्रियण से जुड़ा हुआ है। कई अध्ययनों से पता चला है कि चूहों, चूहों, गायों, हैम्स्टर और मनुष्यों जैसी कई प्रजातियों में उम्र बढ़ने के दौरान डी. एन. ए. मिथाइलेशन का नुकसान होता है। यह भी दिखाया गया है कि उम्र बढ़ने के साथ डी. एन. एम. टी. 1 और डी. एन. एम. टी. 3ए में कमी आती है और डी. एन. एम. टी. 3बी बढ़ता है। डी. एन. ए. का हाइपोमेथाइलेशन जीनोमिक स्थिरता को कम कर सकता है, पारगम्य तत्वों के पुनः सक्रियण को प्रेरित कर सकता है, और छाप के नुकसान का कारण बन सकता है, ये सभी कैंसर की प्रगति और रोगजनन में योगदान कर सकते हैं। प्रतिरक्षा बायोमार्कर हाल के आंकड़ों से पता चलता है कि परिधीय रक्त में सेनेसेंट सीडी8 + टी कोशिकाओं की बढ़ी हुई आवृत्ति मधुमेह से पहले की स्थिति से हाइपरग्लाइसेमिया के विकास से जुड़ी है जो चयापचय उम्र बढ़ने में सेनेसेंस की भूमिका निभाने का संकेत देती है। सेनेसेंट सीडी8 + टी कोशिकाओं का उपयोग पूर्व-मधुमेह से अत्यधिक हाइपरग्लाइसेमिया में संक्रमण का संकेत देने के लिए एक बायोमार्कर के रूप में किया जा सकता है। हाल ही में, हाशिमोटो और सहकर्मियों ने एकल-कोशिका संकल्प पर सुपरसेंटेनेरियन से हजारों परिसंचारी प्रतिरक्षा कोशिकाओं की रूपरेखा तैयार की। उन्होंने इन सुपरसेन्टेनेरियन में साइटोटॉक्सिक सीडी4टी कोशिकाओं में एक अनूठी वृद्धि की पहचान की। आम तौर पर, सीडी4 टी-कोशिकाओं में सहायक होते हैं, लेकिन साइटोटॉक्सिक नहीं, शारीरिक स्थितियों के तहत कार्य करते हैं, हालांकि इन सुपरसेंटेनेरियन, अपने टी-सेल रिसेप्टर्स की एकल कोशिका प्रोफाइलिंग के अधीन, क्लोनल विस्तार के माध्यम से साइटोटॉक्सिक सीडी4 टी-कोशिकाओं के संचय का खुलासा करते हैं। सहायक सीडी4टी-कोशिकाओं का साइटोटॉक्सिक किस्म में रूपांतरण उम्र बढ़ने के अंतिम चरण के लिए एक अनुकूलन हो सकता है जो संक्रमण से लड़ने में सहायता करता है और संभावित रूप से ट्यूमर की निगरानी को बढ़ाता है। उम्र बढ़ने के बायोमार्कर के अनुप्रयोग उम्र बढ़ने के संभावित बायोमार्कर के रूप में पहचाने जाने वाले मुख्य तंत्र डीएनए मिथाइलेशन, हिस्टोन का नुकसान और हिस्टोन संशोधन हैं। उम्र बढ़ने के बायोमार्कर के लिए उपयोग सर्वव्यापी हैं और जैविक उम्र बढ़ने के एक भौतिक पैरामीटर की पहचान करने से मनुष्यों को हमारी वास्तविक उम्र, मृत्यु दर और रुग्णता का निर्धारण करने में मदद मिलेगी। भौतिक बायोमार्कर में परिवर्तन प्रजातियों की आयु में परिवर्तन के समानुपाती होना चाहिए। इस प्रकार उम्र बढ़ने का एक बायोमार्कर स्थापित करने के बाद, मनुष्य जीवन काल बढ़ाने और संभावित आनुवंशिक रोगों के उत्पन्न होने के लिए समय सीमा खोजने पर अनुसंधान में गोता लगाने में सक्षम होंगे। इस खोज के अनुप्रयोगों में से एक व्यक्ति की जैविक आयु की पहचान करने की अनुमति देगा। डी. एन. ए. मिथाइलेशन आयु निर्धारित करने के लिए जीवन के विभिन्न चरणों में डी. एन. ए. की संरचना का उपयोग करता है। डी. एन. ए. मिथाइलेशन सी. जी. या सी. पी. जी. क्षेत्र में सिस्टीन का मिथाइलेशन है। इस क्षेत्र का हाइपरमेथाइलेशन कम प्रतिलेखन गतिविधि से जुड़ा है और हाइपोमेथाइलेशन के लिए इसके विपरीत है। दूसरे शब्दों में, डीएनए क्षेत्र को जितना अधिक "कसकर" रखा जाता है, उतनी ही अधिक स्थिर और "युवा" प्रजाति होती है। ऊतकों में डी. एन. ए. मिथाइलेशन के गुणों को देखते हुए, यह भ्रूण ऊतकों के लिए लगभग शून्य पाया गया, इसका उपयोग उम्र के त्वरण को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है और परिणामों को चिंपांज़ी ऊतक में पुनः उत्पन्न किया जा सकता है। एपिजेनेटिक क्लॉक हॉलमार्क ऑफ एजिंग बायोमार्कर (मेडिसिन) सेनसेन्स संदर्भ बाहरी लिंक बायोमार्कर्स ऑफ एजिंग न्यूज एडवाइजरी नेशनल इंस्टीट्यूट ऑन एजिंग बायोजेरोंटोलॉजी फिजियोलॉजी सेनसेन्स बायोमार्कर