當(dāng)我們接近夏天的開始時，許多人將期待在溫暖的陽光下度過時光。但夏季也是考慮長期日照可能影響的季節(jié)。吸收陽光可能對我們的度假計劃產(chǎn)生積極影響，但對我們皮膚的影響往往不那么好，特別是隨著年齡的增長。因此，科學(xué)家們開始回答以下問題：“當(dāng)我們在陽光下享受樂趣時，我們的皮膚在年老時會如何反應(yīng)?”

為了幫助解決這個問題，由John Hopkins醫(yī)學(xué)院的醫(yī)學(xué)博士Andrew P. Feinberg領(lǐng)導(dǎo)的一組科學(xué)家比較了年輕人和老年人的陽光照射和防曬皮膚的基因組信息。本月 4月基因組進展描述了這些比較的結(jié)果，以及這表明我們的皮膚因日曬和老化而發(fā)生的變化。這些結(jié)果 - 了解皮膚癌，日曬和老化之間的關(guān)系 - 可能最終使科學(xué)家和臨床醫(yī)生能夠針對導(dǎo)致皮膚癌的細胞途徑并創(chuàng)造新的療法。

長期以來，老化和陽光暴露與皮膚癌有關(guān)，但是負責(zé)的機制 - 究竟是怎么發(fā)生 - 仍然未知。科學(xué)家開始懷疑表觀遺傳學(xué)是否可能成為皮膚癌背后的罪魁禍首。事實上，表觀遺傳變化以前與其他幾種類型的癌癥有關(guān)，因此觀察表觀遺傳變化似乎是開始研究的好地方。

表觀遺傳學(xué)是研究基因組化學(xué)變化的科學(xué)領(lǐng)域(使As，Ts，Cs和Gs序列保持相同的變化)。這些變化可以影響基因的調(diào)節(jié)方式 - 即打開或關(guān)閉。通過修飾基因組，表觀遺傳化合物告訴我們的細胞和組織基因何時，何地以及何處需要在人體內(nèi)活躍。它們還會在不需要基因時對其進行分析，并且可以停用。表觀遺傳變化很重要，因為它們有助于使細胞和組織專注于其特定功能。例如，皮膚細胞在表觀遺傳學(xué)上不同于神經(jīng)細胞，因為皮膚細胞需要不同于神經(jīng)細胞的活性基因，即使兩個細胞具有相同的基因組序列(與我們體內(nèi)的每個其他細胞一樣)。

雖然許多表觀遺傳修飾是固有的 - 自然發(fā)生在我們的發(fā)育和生物學(xué)的一部分 - 其他表觀遺傳變化是由我們的環(huán)境引起的。不幸的是，并非所有這些都對我們的健康有益。環(huán)境引起的表觀遺傳修飾被稱為外在的。與內(nèi)在的表觀基因組一樣，這些外在的修飾引起基因表達和調(diào)節(jié)的變化。這些外在的表觀遺傳變化中的一些甚至具有負面影響，例如癌癥中不受控制的細胞生長。

由于這種關(guān)系，科學(xué)家希望了解表觀遺傳修飾可以揭開一些癌癥背后的神秘面紗。在這種情況下，約翰霍普金斯大學(xué)的科學(xué)家們很好奇，如果有廣泛的表觀遺傳修飾導(dǎo)致皮膚癌。而且，如果是這樣，他們想知道太陽暴露和老化是否是這些表觀遺傳修飾的原因。他們特別感興趣的是DNA甲基化 - 一種表觀遺傳修飾，其中甲基(碳原子和三個氫原子)與As，Cs，Ts或Gs之一結(jié)合 - 受年齡和日照的影響。

因此，科學(xué)家們對來自10歲以下的10個人和60歲以上的10個人的樣本進??行了DNA甲基化分析。從每個參與者中抽取了兩個樣本：一個來自暴露在陽光下的位置(例如，臉部)和一個受到陽光保護的樣本(用于例如，內(nèi)臂)。研究人員希望將這些陽光照射和防曬樣品在同一個體中相互比較。然而，他們也有興趣比較年輕人和老年人之間的樣本，看看樣本中是否存在年齡相關(guān)的差異。最后，他們還將這些結(jié)果與鱗狀細胞癌(一種常見類型的皮膚癌)樣本的類似數(shù)據(jù)進行了比較。這些樣品可以進行充分的比較和分析。

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了DNA甲基化，衰老和日曬之間的關(guān)系。在老年人的陽光暴露的皮膚中，特別是在已知在人類發(fā)育和疾病中重要的基因組區(qū)域中，DNA甲基化(低甲基化)更少。在鱗狀細胞癌樣品中觀察到相似水平的DNA低甲基化。這種相似性暗示DNA低甲基化可能與皮膚癌有關(guān)。

然而，科學(xué)家們沒有在老年人的陽光保護皮膚或年輕人暴露在陽光下的皮膚中發(fā)現(xiàn)相同水平的DNA低甲基化。這些結(jié)果表明，老化和日曬之間存在特殊的聯(lián)系。與單獨日曬或單獨老化相比，日曬和老化對表觀基因組的影響更大。

科學(xué)家們還能夠確定陽光照射對不同類型皮膚細胞的影響差異。在分析每個人的皮膚樣本時，科學(xué)家們將樣本分為表皮(皮膚外層)和真皮層(內(nèi)層)。直覺上，我們可以預(yù)期我們的皮膚外層會受到太陽的影響，事實上，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)這是真的。通過研究表皮中的DNA甲基化，科學(xué)家們能夠根據(jù)年齡和陽光照射聚類樣本。然而，真皮沒有以相同的方式聚集，這表明真皮中的DNA甲基化受慢性日照和年齡的影響較小。

這些見解加強了我們對陽光照射，衰老和皮膚癌之間關(guān)系的理解，并闡明了陽光照射對表觀基因組的一些影響。考慮到這些主題見解，我們可以歡迎夏天，享受陽光下的樂趣，重新欣賞基因組研究，防曬和防曬需求。