年龄与衰老研究NGS解决方案
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2026-03-25
随着全球人口老龄化的加剧，衰老及相关疾病的研究成为生命科学和医学领域的热点。衰老不仅是一个自然的生物学过程，更是多种慢性疾病的主要风险因素。近年来，基因组学、表观遗传学、转录组学等多组学技术的发展，为揭示衰老机制、开发抗衰老干预手段提供了前所未有的工具。本文将结合最新的衰老研究成果，介绍NGS在衰老研究中的应用。
一、衰老相关的疾病及检测现状
衰老作为一种复杂的生理过程，本质是遗传因素与环境因素共同作用下，细胞损伤与修复机制失衡的结果，其直接关联多种慢性疾病与功能衰退。
核心衰老相关疾病分类
- 神经退行性疾病：以阿尔茨海默病、帕金森病为代表，与 APOE、PSEN1 等基因变异及 β-淀粉样蛋白沉积密切相关，表现为认知功能渐进性丧失，是老龄化社会的主要健康威胁之一。
- 代谢与心血管疾病：包括2型糖尿病、冠心病、高血压等，受 TCF7L2、CDKN2A/B 等多基因调控，与胰岛素抵抗、血管内皮功能衰退、脂质代谢紊乱高度相关。
- 肿瘤：乳腺癌、前列腺癌、结直肠癌等老年高发癌症，其发生发展与 TERT、TP53 等基因突变及体细胞突变累积密切相关，衰老相关的免疫功能下降进一步增加了肿瘤风险。
- 罕见早衰综合征：如沃纳综合征（WRN 基因突变）、哈钦森 - 吉尔福德早衰综合征（LMNA 基因突变），虽发病率低，但为解析正常衰老的分子机制提供了关键模型。
- 其他退行性疾病：包括骨质疏松、骨关节炎（受 HLA-DQA1、LDLR 等基因影响）、肌肉减少症等，主要表现为组织器官功能的退行性丧失。
传统检测与 NGS 检测对比
传统检测方法多依赖临床症状观察、生化指标检测（如血糖、血脂、炎症因子）及影像学检查，仅能在疾病中晚期发现异常，难以实现早期预警与机制解析。而 NGS 技术通过全基因组关联研究（GWAS）、靶向测序、单细胞测序等手段，可直接检测与衰老相关的基因变异、表观遗传修饰、体细胞突变累积等分子特征，不仅能实现疾病风险的早期筛查，更能揭示衰老背后的核心分子机制，为个性化干预提供依据。
二、NGS在年龄与衰老研究中的应用
NGS测序技术为深入解析衰老的分子机制、发现生物标志物以及实现相关疾病的早期检测和风险预测提供了强大工具。其在衰老研究中的应用主要体现在两大方面：
1. 衰老相关机制研究
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研究方向 |
关键科学问题 |
适用的NGS建库测序方法 |
可获得的生物学信息 |
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端粒与基因组稳定性 |
端粒长度动态变化、体细胞突变积累、DNA损伤修复缺陷。 |
Ø 端粒测序：专门建库方法（如Telomere-seq）定量端粒长度与序列。 Ø 全基因组测序：高深度WGS检测低频体细胞突变、结构变异。 Ø 靶向Panel测序：针对DNA损伤修复通路基因（如WRN, LMNA, ERCC6/8）进行深度测序，发现胚系与体细胞变异。 |
个体/细胞的“分子年龄”评估、癌症风险、早衰综合征（如Werner综合征）病因鉴定。 |
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表观遗传调控 |
年龄相关的DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质可及性变化。 |
Ø 全基因组甲基化测序：绘制全基因组DNA甲基化图谱，构建“表观遗传时钟”。 Ø ATAC-seq：分析染色质开放性变化，研究衰老相关的基因表达调控失调。 Ø ChIP-seq：研究特定组蛋白修饰在衰老过程中的动态变化。 |
生物年龄预测、衰老相关基因的转录调控机制、环境因素对衰老的影响。 |
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转录组与可变剪接 |
衰老伴随的基因表达谱系统性变化、异常剪接事件。 |
Ø RNA-seq：全转录组分析差异基因表达、发现新的衰老相关基因。 Ø 单细胞RNA-seq：解析衰老过程中不同细胞类型的异质性响应，如免疫细胞、干细胞耗竭。 Ø 长读长测序：更准确识别和定量与衰老相关的复杂可变剪接异构体。 |
发现衰老相关生物标志物、揭示细胞类型特异性衰老机制、理解炎症衰老。 |
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微生物组与衰老 |
肠道微生物组变化与衰老、神经退行性疾病的关联。 |
Ø 16S rRNA基因测序：快速分析肠道菌群组成和多样性变化。 Ø 宏基因组测序：全面解析肠道微生物的基因功能，研究其代谢物（如短链脂肪酸）与宿主衰老的相互作用。 |
建立微生物-肠-脑轴在衰老中的作用，探索粪菌移植等干预策略的潜力。 |
2. 衰老相关疾病检测与预防
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应用场景 |
目标疾病/表型 |
推荐的NGS方案 |
临床/研究价值 |
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多基因风险评分 |
阿尔茨海默病、冠状动脉疾病、2型糖尿病、多种癌症等。 |
Ø 中高通量SNP分型芯片：经济高效地对数十万至数百万个已知GWAS位点进行基因分型。 Ø 靶向捕获测序Panel：针对特定疾病相关的数百至数千个基因/位点进行深度测序，数据更精准。 |
评估个体对多种衰老相关疾病的综合遗传易感性，实现一级预防和早期筛查。 |
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胚系突变筛查 |
遗传性早衰综合征、家族性阿尔茨海默病/帕金森病、遗传性肿瘤综合征。 |
Ø 全外显子组测序：对约2万个蛋白编码基因进行测序，寻找致病变异。 Ø 特定疾病基因Panel测序：针对已知致病基因（如APP, PSEN1用于阿尔茨海默病；BRCA1/2用于乳腺癌/卵巢癌）进行快速、低成本分析。 |
明确遗传病因，指导家族成员遗传咨询、疾病监测和干预。 |
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液体活检与早筛 |
循环肿瘤DNA用于癌症早筛；神经源性外泌体标志物用于神经退行性疾病。 |
Ø ctDNA测序：通过高深度靶向或WGS检测血液中痕量的肿瘤相关突变、拷贝数变异等。 Ø 外泌体RNA/miRNA测序：分析血液中外泌体携带的核酸，寻找疾病特异性分子特征。 |
无创、动态监测疾病发生发展，实现极早期诊断和疗效监控。 |
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药物基因组学 |
指导抗衰老或治疗年龄相关疾病药物的个性化使用。 |
Ø 靶向药物代谢酶/靶点基因Panel测序：检测与药物代谢（如CYP450家族）、疗效和不良反应相关的遗传变异。 |
优化用药方案，提高疗效，降低副作用风险，践行精准医疗。 |
三、翌圣生物衰老相关NGS产品解决方案
翌圣生物针对衰老研究的多样化需求，打造了从样本制备到测序建库的全流程解决方案，产品覆盖 DNA 提取、文库构建、质控标准品等核心环节，兼顾科研与临床应用场景，助力衰老研究的高效开展。
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产品类别 |
产品名称 |
货号 |
规格 |
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核酸提取 |
MolPure® Magnetic Circulating Cell-FreeDNA Kit 血浆、血清游离 DNA 提取试剂盒 |
18382ES |
20T |
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18504ES |
50T/200T |
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MolPure® Mag96 M4P2 Blood DNA Kit磁珠法96孔血液DNA提取试剂盒（预装版） |
18505ES |
96T |
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18362ES |
96T |
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18391ES |
48T/1000T/96T板式 |
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靶向测序 |
12948ES |
24T/48T/96T/1000T |
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4×Hieff® Multiplex PCR Master Mix(UDG plus) |
12947ES |
24T/96T/1000T |
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甲基化建库 |
Hieff® Superfast DNA Methylation Bisulfite Kit 5 min超快速柱法甲基化化学转化试剂盒 |
12225ES |
10T/50T |
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Hieff® Mag Superfast DNA Methylation Bisulfite Kit 超快速DNA亚硫酸氢盐转化试剂盒（磁珠法） |
12227ES |
10T/50T |
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12213ES |
8T/24T/96T |
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12212ES |
8T/24T/96T |
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Hieff NGS® Methyl-seq ssDNA library Prep kit for Illumina® V2 单链甲基化建库试剂盒 |
12221ES |
8T/24T/96T |
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Hieff NGS® dsDNA Methyl Library Prep Kit for Illumina®双链甲基化建库试剂盒（WGBS、RRBS适用） |
12214ES |
8T/24T/96T |
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ATAC建库 |
Hieff NGS® ATAC-Seq Library Prep Kit for Illumina® ATAC建库试剂盒 |
12208ES |
4T/12T/48T |
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12514ES |
10mL/200mL |
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CUT&Tag建库 |
Hieff NGS® In-Situ DNA Binding Profiling Library Prep Kit for Illumina® V2 CUT&Tag试剂盒（单靶标） |
12597ES |
4T/12T/48T |
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Hieff NGS® Multi-CUT&Tag Library Prep Kit for Illumina®（多靶标CUT&Tag建库试剂盒） |
12592ES |
4T/12T/48T |
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19810ES |
200μL/1mL/5mL/20mL |
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定量试剂 |
12645ES |
100T/500T |
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12642ES |
100T/500T |
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纯化磁珠 |
Hieff NGS® DNA selection Beads (Superior Ampure XP alternative)DNA纯化分选磁珠 |
12601ES |
1mL/5mL/60mL/450mL |
参考文献：
- Melzer D, Pilling LC, Ferrucci L. The genetics of human ageing. Nat Rev Genet. 2020;21(2):88-101. doi:10.1038/s41576-019-0183-6.
- Mikheev RK, Andreeva EN, Grigoryan OR, et al. Molecular and cellular mechanisms of ageing: modern knowledge. Problems of Endocrinology. 2023;69(5):45-54. doi:10.14341/probl13278.
