《Epigenetics》：Associations of breast DNA methylation–based measures of biological ageing with obesity-related breast cancer risk markers
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本研究通过分析健康女性正常乳房组织中的多种DNA甲基化年龄（mAge）指标，揭示了生物年龄与肥胖相关代谢标志物（如瘦素、脂联素、IGF-1、IGFBP-3）之间的关联，独立于实际年龄、BMI和吸烟状况。研究发现Grim-mAge和DNAmTL与多种代谢标志物显著相关，提示表观遗传年龄可能作为联系肥胖相关代谢失调与乳腺癌风险的一条潜在生物学通路。
研究背景与目的
年龄增长和肥胖是乳腺癌的两个明确风险因素。表观遗传年龄（DNA methylation age, mAge），作为一种生物年龄的衡量指标，尽管在血液中已被证明与乳腺癌风险相关，但既往研究主要集中于血液样本。本研究旨在探究正常乳房组织中的多种成熟mAge指标与肥胖相关代谢标志物的关联，以期揭示潜在的生物学通路，为理解乳腺癌风险提供新的见解。
研究设计与方法
本研究共纳入了91名无癌症病史的女性，她们均接受了乳房缩小成形术。研究人员收集了她们的正常乳房组织样本，并使用Illumina HumanMethylation450 BeadChip进行了全基因组DNA甲基化分析。通过在线计算器，研究者计算了五种得到广泛研究的mAge指标：
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第一代时钟：用于预测日历年龄的Hannum-mAge（71个CpG位点，血液特异）和Horvath-mAge（353个CpG位点，泛组织）。
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死亡率相关时钟：基于临床生物标志物组合预测表型年龄的Pheno-mAge（513个CpG位点），以及整合了血浆蛋白甲基化替代物和吸烟包-年数以预测死亡风险的Grim-mAge（1030个CpG位点）。
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端粒长度估计：基于DNA甲基化估计端粒长度的DNAmTL（DNA methylation-based estimate of telomere length, 140个CpG位点）。
此外，还计算了上述指标的年龄加速度（mAge acceleration, mAA），即每个mAge指标对日历年龄回归后的残差。
研究的肥胖相关血液代谢标志物包括瘦素、脂联素、胰岛素样生长因子-1（Insulin-like growth factor 1, IGF-1）及其结合蛋白3（IGFBP-3），这些均通过标准化免疫测定法在血浆中测量。在组织层面，还探索性地分析了乳房组织中的叶酸（一种甲基供体）和增殖标记物Ki67。统计模型在分析mAge与代谢标志物的关联时，均校正了种族、身体质量指数（Body mass index, BMI）、日历年龄和吸烟状况，并采用了错误发现率（False discovery rate, FDR）<0.1的阈值来判定统计显著性。同时，研究者还通过交互项探讨了绝经状态对上述关联的潜在修饰效应。
研究结果
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mAge指标间的相关性：在正常乳房组织中，各mAge估计值之间存在显著相关性。其中，Horvath-mAge与Grim-mAge的相关性最强（相关系数r=0.85）。DNAmTL与Grim-mAge和Hannum-mAge呈弱负相关。mAA指标间的相关性模式与mAge类似，但相关性更弱且显著性降低。
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mAge与肥胖相关代谢标志物的关联：在校正混杂因素后，更高的BMI与更老的Hannum-mAge、Horvath-mAge、Grim-mAge以及更长的DNAmTL显著正相关，但与Pheno-mAge无关。在代谢标志物方面，更高的血浆脂联素、IGF-1和IGFBP-3水平与更老的Grim-mAge和更长的DNAmTL显著相关。此外，更高的血浆IGF-1水平也与更老的Horvath-mAge相关。然而，血浆瘦素及脂联素/瘦素比值与任何mAge估计值均无显著关联。值得注意的是，这些代谢标志物与任何mAA估计值均未发现显著关联。
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mAge与乳房组织标志物的潜在关联：探索性分析发现，更高的乳房组织叶酸水平与更老的Grim-mAge和更长的DNAmTL相关。组织增殖标记物Ki67与更老的Horvath-mAge、Grim-mAge、更长的DNAmTL以及Horvath-mAA正相关。此外，在乳房组织层面测量的脂联素、IGF-1和IGFBP-3水平也显示出与血液测量结果一致的关联模式，即与更老的Grim-mAge和更长的DNAmTL正相关。
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绝经状态的交互作用：初步证据表明，绝经状态在DNAmTL与IGF-1和脂联素的关联中存在修饰效应。在绝经前女性中，IGF-1与Horvath-mAge和Grim-mAge强烈相关；而在绝经后女性中，仅Pheno-mAge与IGF-1强烈相关。这提示激素环境可能调节代谢标志物与端粒长度之间的关系。
讨论与结论
本研究首次在健康女性的正常乳房组织中，系统探究了多种mAge指标与肥胖相关代谢标志物的关联。研究发现，较高的BMI与大部分mAge指标（除Pheno-mAge外）加速相关，支持了肥胖在加速乳房组织老化中的潜在作用。更重要的是，循环系统和乳房组织中的脂联素、IGF-1和IGFBP-3水平与Grim-mAge和DNAmTL显著相关，这提示代谢状态可能通过影响Grim-mAge和DNAmTL所捕获的生物年龄过程，从而构成肥胖影响乳腺癌风险的潜在通路。较长的DNAmTL与乳腺癌风险标志物的正相关，可能反映了其通过增加乳房细胞的复制潜力来促进癌症发展的生物学贡献。
此外，乳房组织增殖标记物Ki67与多种mAge指标的正相关，表明加速的乳房老化可能反映了更大的增殖活性和快速的细胞更新，这与乳房作为高增殖器官的特性相符。绝经状态对部分关联的修饰作用，提示未来研究需要考虑激素因素的影响。
尽管本研究存在横断面设计、样本量有限等局限性，且mAge指标多基于血液开发，其在非血液组织（如乳房）中的绝对生物年龄解读需谨慎，但研究结果首次揭示了乳房组织表观遗传年龄与肥胖相关代谢失调之间的关联。这支持未来开展更大规模的研究，以验证mAge是否可作为预测乳腺癌发病的生物标志物，并探究其作为可修改生活方式干预靶点的潜力，因为DNA甲基化本身具有可逆性。
