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miRNA-3Age: a novel miRNA-based aging marker and its association with lifestyle and dietary characteristics
Gina-Marie Loisa Steil
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Ernährungswissenschaften
Betreuer*in
Alexander Haslberger
DOI
10.25365/thesis.76283
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29275.02031.268953-2
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
In den letzten zwei Jahrhunderten hat die Lebenserwartung signifikante Zuwächse verzeichnet, während die Zeitspanne, die man in vollkommender Gesundheit lebt, nicht im gleichen Maße zugenommen hat. Diese Diskrepanz führt dazu, dass die letzten Jahre vermehrt in Krankheit verbracht werden und unterstreicht die dringende Notwendigkeit, zuverlässige Marker für den Altersprozess zu identifizieren. Horvaths Entdeckung der DNAm Aging Clock hebt die Bedeutung epigenetischer Marker zur Bewertung des biologischen Alters hervor und stellt einen wichtigen Maßstab für die zeitgenössische Alternsforschung dar. Die folgende Arbeit stellt die Hypothese auf, dass altersassoziierte mikroRNAs als zuverlässige epigenetische Biomarker des Alterns dienen und einen neuen Ansatz für Anti-Aging Interventionen liefern können. Anhand einer umfassenden Literaturrecherche wurden miRNAs identifiziert, die mit wichtigen Alterungsprozessen wie inflamm-aging in Verbindung stehen, wobei insbesondere in der folgenden Untersuchung miR-21, miR-24 und miR-155 hervorgehoben wurden. Für diese Studie wurde ein Datensatz verwendet, welcher unteranderem die ΔCt-Werte dieser drei miRNAs in Kapillarblutproben einer Kohorte von 539 Erwachsenen enthielt. Das miRNA-3Age-Modell zur Schätzung des biologischen Alters wurde unter Verwendung eines linearen Modells und moderner machine-learning Techniken entwickelt. Die Effektivität und Genauigkeit des Modells wurde anhand von Metriken wie dem MAE (10.4 Jahre), MedAE (9 Jahre) und der Korrelation zwischen biologischem und chronologischem Alter (ρ = 0.13 (p= 0.002)) bewertet. Zudem ist dies die erste Studie, welche die Beziehung zwischen Lebensstil, Verhaltensweisen sowie diätetischen Eigenschaften und dem miRNA-Alter hervorhebt. Der Unterschied zwischen miRNA-3Age und chronologischem Alter (BA-CA) wurde als neue binäre Variable definiert (biologisch jünger und biologisch älter). Ein logistisches Regressionsmodell identifizierte eine signifikant höhere Wahrscheinlichkeit, biologisch jünger zu sein bei täglichem Alkoholkonsum (OR = 2,85, p = 0,0004), moderater Bewegung (OR = 1,69, p = 0,036), mäßigem Fischkonsum (OR = 2,30, p = 0,00005), täglichem Vollkornkonsum (OR = 1,80, p = 0,032) und täglichem Grünteekonsum (OR = 1,54, p = 0,024). Darüber hinaus wurde eine signifikant geringere Wahrscheinlichkeit, biologisch jünger zu sein, bei Rauchern (OR = 0,4, p = 0,0004), regelmäßigem Fast-Food-Konsum (OR = 0,4, p = 0,00005) und erhöhtem Stressniveau (OR = 0,58, p = 0,005) beobachtet. Die Forschung unterstreicht die Komplexität der Identifizierung von Biomarkern für das Altern und des Aufbaus eines funktionierenden Altersschätzers. Durch die Verknüpfung von altersbedingten Veränderungen in der miRNA-Expression und Lebensstilfaktoren bieten die Ergebnisse neue Forschungsansätze für die Entwicklung von Anti-Aging-Strategien zur Verlängerung der Gesundheitsspanne.
Abstract
(Englisch)
As life expectancy rises dramatically, the disparity between Lifespan and Healthspan becomes a pressing issue, underscoring the urgent need for practical aging markers. Horvath's discovery of the DNA methylation age highlights the significance of epigenetic clocks in assessing biological age, presenting a crucial benchmark for contemporary aging studies. This thesis hypothesizes that age-associated microRNAs can serve as reliable epigenetic biomarkers of aging and provide a novel approach for interventions to extend Healthspan. A comprehensive literature review identified miRNAs, notably miR-21, miR-24, and miR-155, closely linked to crucial aging processes such as inflamm-aging. The study employed a dataset comprising a quantitative analysis of the ΔCt levels of these miRNAs in capillary blood samples from a cohort of 539 adults. The miRNA-3Age model for estimating biological age was developed using a linear model and modern machine-learning techniques. The model's effectiveness was assessed using metrics such as mean absolute error (10.4 years), median absolute error (9 years), and the correlation between biological and chronological age (ρ = 0.13 (p= 0.002)). Furthermore, this is the first study to highlight the relationship between lifestyle, behavioral, and dietary characteristics, and miRNA age. The difference between miRNA-3Age and chronological age (BA-CA), was defined as a new binary variable (biologically younger and biologically older). A logistic regression model identified a significantly higher chance of being biologically younger for daily alcohol consumption (OR= 2.85, p= 0.0004), moderate exercises (OR= 1.69, p= 0.036), moderate fish consumption (OR= 2.30, p= 0.00005), daily whole grain consumption (OR= 1.80, p= 0.032), and daily green tea intake (OR= 1.54, p= 0.024). Additionally, a significantly lower chance of being biologically younger was observed for smoking (OR= 0.4, p= 0.0004), regular fast-food intake (OR= 0.4, p= 0.00005), and elevated stress levels (OR= 0.58, p= 0.005). The study underscores the complexity of identifying aging biomarkers and building a functioning aging estimator. Furthermore, this research establishes a link between miRNA expression and lifestyle, providing new insights into the aging process and highlighting the potential of miRNAs as targets for anti-aging strategies to extend Healthspan.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Epigenetisches Alter Altersschätzer miRNA miRNA und Alter miRNA und Lebensstil miRNA und Ernährung Epigenetik Altern
Schlagwörter
(Englisch)
Epigenetics epigenetic aging biomarker of aging aging miRNA miRNA and age miRNA and lifestyle miRNA and dietary characteristics miRNA and diet
Autor*innen
Gina-Marie Loisa Steil
Haupttitel (Englisch)
miRNA-3Age: a novel miRNA-based aging marker and its association with lifestyle and dietary characteristics
Paralleltitel (Deutsch)
miRNA-3Age: ein neuartiger miRNA-basierter Altersmarker und seine Verbindung zu Lebensstil- und Ernährungsgewohnheiten
Publikationsjahr
2024
Umfangsangabe
76 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Alexander Haslberger
Klassifikation
42 Biologie > 42.20 Genetik
AC Nummer
AC17243359
Utheses ID
71901
Studienkennzahl
UA | 066 | 838 | |