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背景:全球老龄化已引起社会各界的高度关注。老龄化的核心问题是衰老退行性变所导致的健康问题。实现健康老龄化对老年群体的健康维护意义重大。长寿人群健康状态良好,具有延后甚至规避慢性疾病发病的特征,是研究健康老龄化的最佳模型。长寿是多环境因素共同影响的复杂生命过程。在基因组、转录组、表观遗传组、代谢组水平开展长寿内外影响因素的系统研究,对于挖掘长寿相关生物标记、探索长寿机制具有重要帮助。对于如何预防衰老性疾病,实现健康老龄化也具有指导意义。目的:1.在中国长寿人群中识别长寿-心血管健康关联变异(longevity-cardiovascular health associated variant,longCav)。2.分析中国长寿人群转录组水平表达谱,并比较有长寿史人群与无长寿史人群表达谱水平差异,筛选长寿人群的生物标记物(Biomarkers)。3.应用DNA甲基化生物钟构建中国长寿人群的真实生物学年龄的评估模型。方法:1.联合应用全外显子组测序(Whole-exome sequencing,WES)和全基因组关联研究(Genome-Wide Association Studies,GWAS)方法,在5107名健康长寿个体和8469名年龄匹配健康对照组个体共计13576例样本中,筛选长寿-心血管健康关联变异(longCav)。2.应用mRNA-seq测序技术检测12例健康长寿有长寿史者、76例健康长寿无长寿史者和50例当地健康对照且无长寿史者共计138例样本的转录组表达谱水平。比较有长寿史人群与无长寿史人群表达谱、生物学过程、KEGG通路和疾病富集的差异。分析两组人群差异基因的共表达情况和蛋白质相互作用关系。采用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)分类算法,筛选得到长寿人群Biomarker。3.使用重亚硫酸氢盐测序(Bisulfite Sequence PCR,BSP)技术检测261例样本P2RX6、EDARADD、IPO8、NHLRC1和SCGN基因目的区域甲基化水平。将样本在20-110岁范围内分为9组,每组间隔10岁,检测各基因目的区域在各年龄组间的基因甲基化水平差异,建立基于甲基化水平校准时序年龄的、反应“真实”生理年龄的评估模型。通过交叉验证方式判定年龄评估模型结果与实际年龄符合率。结果:1.识别2个与长寿-心血管健康关联的变异(TFPI rs7586970 T,p=0.013,OR=1.100和ADAMTS7 rs3825807 A,p=0.017,OR=1.198)。两遗传变异与APOEε3交互作用维持脂代谢平衡。两个变异通过维持脂代谢平衡,促进长寿。2.健康长寿组与当地健康对照组基因表达谱比较分析,共得到581个差异表达基因,其中92个基因上调,489个基因下调。表达水平出现显著差异(| log2FC |>2)的基因共31个。有长寿史组与无长寿史组的基因表达谱不同。有长寿史组与无长寿史组差异表达基因参与的生物学过程、KEGG通路和疾病富集不同。两组差异基因的共表达模式和蛋白质互作方式不同。筛选的长寿人群Biomarker经ROC曲线判定,AUC>0.99。3.各组EDARADD基因、NHLRC1基因、SCGN 基因、P2RX6基因和IPO8基因目的区域CpG甲基化水平与年龄相关。NHLRC1基因目的区域甲基化状态随年龄增长由杂合甲基化转换为纯合甲基化。年龄(y)推断模型:y=3.1 98-0.870*P2RX6-5.966*EDARADD-0.201*IPO8-0.582*NHLRC1-1.622*SCGN+52.417*地区。该年龄模型能解释本实验人群94.4%的年龄变化。结论:1.在长寿人群中识别2个长寿-心血管健康关联变异,变异通过与APOE ε3交互作用维持脂代谢平衡,促进长寿。2.mRNA-seq结果显示有长寿史组与无长寿史组基因表达谱不同,揭示有长寿史人群与无长寿史人群达到长寿目标的信号通路、作用机制存在差异。3.EDARADD基因、NHLRC1基因、SCGN基因、P2RX6基因和IPO8基因目的区域甲基化水平可共同构建有效的中国长寿人群年龄推断模型。长寿机制复杂,本研究结果有助于进一步开展长寿机制研究,为潜在的临床实际应用的实现提供可靠的研究依据。