分子生物学方法推测年龄研究进展.docx

分子生物学方法推测年龄研究进展 【摘要】在人体的各种组织、器官中，D 型L 型天冬氨酸 的比值，碱基加合物和正常碱基的含量，染色体 末端端粒的长度，随着年龄的变化而变化。因此，可 以用分子生物学方法准确推测年龄。 【关键词】D 型L 型天冬氨酸，碱基加合物和正常碱 基，端粒，分子生物学，年龄 【中图分类号】139192；075 【文献标识码 l A 【文章编号】10079297(XX)01004002 在法医学实践中，经常需要对无名尸体、组织碎块进 行 年龄估计。一般情况下应用法医人类学方法对牙齿、 骨骼 等检材估计个体年龄。而在很多情况下，现场仅有组 织碎 块存在，或者有的部位的骨骼不适合精确估计年龄， 在这种 情况下用分子生物学方法估计年龄，尤为重要。体内 的许 多物质随着年龄的变化而发生改变，目前有几种物质 随着 年龄的改变而发生变化，一种是质的变化，一种是量 的变 化。 胶质原存在于人体的各种组织、器官中，胶质原含有 D 型、L 型天冬氨酸。尤其在牙釉质、牙本质中，D 型、 L 型天 冬氨酸的含量随着年龄的增加会发生改变，D 型天冬氨 酸 随着年龄的增加而增加，而 L 型天冬氨酸随着年龄的 增加 而发生消旋作用，转变为 D 型天冬氨酸而含量下降。D 型 L 型天冬氨酸的比值随着年龄的增加而增加。在牙本质 中 这种变化较稳定，适合于用 D 型L 型天冬氨酸估计个 体的 年龄_1 J。国外许多学者建立了利用天冬氨酸的消旋 作用 推测年龄的方法。XX 年，Pilin 等利用此方法计算 1595 岁之间的样本，年龄与 DL 型天冬氨酸的比值的关系， 其 相关系数达到 093。此方法的优点在于当牙齿的形态 遭到 严重破坏时，可以利用牙本质中天冬氨酸的稳定性来 估计 个体年龄。此方法在实际应用中，水解蛋白质和手性 分离、 检测氨基酸的衍生物尤为重要，影响结果的准确性， 可应用 GC、HPLC、毛细管电泳进行手性分离和检测 ll 。 随着年龄的增长，人体的体细胞线粒体产生的自由基 增多，自由基的增多会对 DNA 产生损伤。尤其活性氧 弓 l 起 的 DNA 氧化性损伤，导致碱基结构的损伤，进而引起 DNA 在体内复制时发生突变。自由基对核 DNA 和线粒体 DNA 都会产生损伤，由于线粒体 DNA 没有组蛋白和 HMG 蛋 白 的保护，更容易产生损伤【6-8 。活性氧对 DNA 的损 伤，表 现在 DNA 的碱基形成加合物，在复制过程中，这些碱 基产 生错配，导致突变。活性氧是结构最简单、稳定性最 差、氧 化性最强、与四种碱基的反应活性最强的自由基，因 此在细 胞中最多见的是活性氧导致的碱基损伤，活性氧攻击 碱基 的不饱和键形成碱基加合物。人体也存在抗自由基损 伤的 修复能力，但随着年龄的增加，修复能力下降。活性 氧可和 碱基形成 8 一 OHG、5 一 OHDG、5 一 OHDU、8 一 OXO DA，DUG、2 一 OHDA 碱基加合物_6 J。通过对动 物细 胞和体外培养细胞的研究，发现随着年龄的增长细胞 的碱 基加合物含量会增加，其中 8 一 oHDA、8 一 OHG 含量 最多。检测碱基加合物和正常碱基的含量，可用于推 测个 体的年龄，但这种方法只能粗略估计年龄，适合于组 织碎块 的年龄估计。 在人类染色体的末端存在端粒，端粒由蛋白质和 DNA 组成，真核生物的线型染色体都存在端粒。端粒 DNA 不存 在蛋白质编码基因，端粒基本由六核苷酸核心重复单 位 (111AGGG)组成，其中有的重复单位存在变异，重复序 列问 亦存在一些插人序列。端粒虽然不存在功能基因，但 端粒 起着稳固基因组、保护染色体末端、决定核内染色体 定位作 用及调控体细胞复制作用 L9 。由于端粒调控着体细胞 的分裂、复制，体细胞分裂、复制有一定复制生命周 期，端粒 决定体细胞分裂次数，可以说是细胞分裂的“生物钟” ，因为 端粒不能进行半保留复制，其复制依赖于端粒酶的存 在。 大部分体细胞不存在端粒酶，体细胞每分裂一次，端 粒就丢 失一段，随着细胞分裂而不断缩短，因而端粒的长度 反映细 胞复制历史。也可以说端粒长度随着个体的年龄变化 而缩 短，反映生物个体的年龄变化。而端粒长度的变化不 受体 法律与医学杂志 XX 年第 1O 卷(第 1 期) 外因素的影响。细胞每分裂一次，不同的细胞缩短的 长度 不同，因此端粒长度可以作为推断年龄的一个理想标 记1 卜 15。 端粒长度的检测方法目前有 TRF(末端限制性片段 法)、FISH(荧光原位杂交法)、 A(杂交保护法)等。这 些 方法检测都是 46 条染色体端粒的平均长度，而不同染 色体 的端粒长度存在差别，以及同一染色体的两个端粒亦 存在 差别16。通过检测平均长度而推测年龄，误差较大。 如果 能准确检测一个端粒的长度，推测年龄准确性将大大 提高。 随着分子生物学和分子遗传学及相关技术的发展，用 分子生物学方法可以准确推测个体的年龄。 参考文献 1Mornstad H，Pfeiffer H，Teivens AEstimate of dental age using HPLCtechnique to determine the degree of aspartic acid racem izationJ Forensic Sic，1994，39(6)： 14251431 2Ohtani S， Yarnamoto KAg e estimation using racemization of amino acid in human dentinJ Forensic Sci，1991，36(3)：792 800 13Ohtani S， Yarnamoto KEstima tion of age from a tooth by means of racemization of an amino acidespecially aspartic acidcompari sonof enamal and dentinJ Forensic Sci，1992，37(4)：1061 1067 4Carolan VA，Gardner MLG，Liuy D，et a1Some considerations reg arding the using ofnino acid racemization in human dentine 8s a indicator of age of deathJ Forensic Sic，1997，40(1)：l0l6 15PilinA，CabalaR，PudilF，eta1The use oftheD 一，Laspartic ratio in decalcified collagen from human dentin as an estima tion of humanageJ ForensicSic，200l，46(5)： 12281231 【6Hamilton ML，Remmen I-IV，Drake JA，et al Oxidatine damage to DNA increase with age Proc Natl Acad Sci USA， XX。98(18)：1046910474 41 7Nakae D，Arai H，Kishida H，et al，Age and organ dependent spentaneous generation of nuclear 8 一 hydroxydeoxyguanosine in ma le Fisher 344 ratsLab Invest，XX。80：249 261 8Mihowa 0，Arai T，Hirano M，et a1Mmhoggz gene inactivation results in accumulation of 8 一 hydrodeoxyguan ine in mice Proc Natl Acad Sei USA，XX97(8)：41564161 9Hodes RJTelomere lenght，aging，and somatic cell turnoverJ Exp Med，1999，190(2)：153156 1 10Patel PK，Koti ASR，Hosur RVNMR studies on truncated se quences of human telomeric DNA：obeservation of a novel atetrad， Nucleic Acid Res，199927：38363843 1 1Frenck RW ，Blakbum EH，Shannon KM The rato of telomere squencelossin human leukocytes varies withageProcNatlAead Sci USA1998，95(10)：56075610 12Sediw JMCan ends justify the meltrls：telomeres and the mecha nisma of replicative Senescence and immortalization in mammalian cellsProc Natl Acad Sci USA1998。95(16)： 9O789081 l13 JSurralles J，I-lande MP，Marcos R，et a1Accelerated telomere shortening in the human inactive X chrom eAm J Hum Genet，199965：1617 1622 114 JFinch CF，Tanzi REGenetics of aging Sci，1997，278：407 4l1 15Slagboom PE，Droog S，Boomsina D1Ge netics determination of telomere size in