Ylipainon perinnöllisen alttiuden yhteys biologiseen vanhenemiseen nuorilla aikuisilla

Abstract

Biologinen vanheneminen aiheuttaa toimintakyvyn heikkenemistä, lisää riskiä sairastua ja johtaa lopulta kuolemaan. Ylipaino on voimakkaasti perinnöllinen ominaisuus, jolla on merkittäviä terveysvaikutuksia ja joka on yhdistetty lyhyempään elinikään. Aiemmassa tutkimuksessa lapsuuden ylipainon on havaittu olevan yhteydessä kiihtyneeseen biologiseen vanhenemiseen aikuisiässä. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, onko ylipainon perinnöllisellä alttiudella yhteyttä biologiseen vanhenemiseen nuorilla aikuisilla. Tutkimuksessa tarkasteltiin sekä lapsuuden että aikuisuuden ylipainon perinnöllistä alttiutta suhteessa toteutuneeseen painoindeksiin neljässä aikapisteessä 12–25-vuotiaana sekä nuoressa aikuisuudessa mitattuun biologiseen vanhenemiseen. Lisäksi selvitettiin toteutuneen painoindeksin vaikutusta ylipainon perinnöllisen alttiuden ja biologisen vanhenemisen väliseen yhteyteen.

Tutkittavat olivat Kaksosten kehitys ja terveys -tutkimuksen (FinnTwin12) 21–25-vuotiaita kaksosia (n = 711). Biologista vanhenemista mitattiin verinäytteestä eristetyn DNA:n metylaatiotasojen perusteella uusimpia epigeneettisiä kelloja hyödyntäen (DunedinPACE- ja PC-GrimAge-estimaattorit). Tutkimusta varten laskettiin kaksi polygeenistä riskisummaa (PRS), joiden avulla arvioitiin ylipainon perinnöllistä alttiutta: lapsuuden kehonkoon PRS ja aikuisuuden BMI-PRS. PRS:t summaavat perimästä yli miljoonan geenimuunnoksen yhteisvaikutuksen. Ylipainoa arvioitiin painoindeksin (BMI) avulla, ja se mitattiin tutkittavien ollessa 12-, 14-, 17-, ja 21–25-vuotiaita. Biologisen vanhenemisen ja ylipainon perinnöllisen alttiuden välinen yhteys selvitettiin lineaarisella regressiomallilla. BMI:n vaikutusta biologisen vanhenemisen ja ylipainon perinnöllisen alttiuden väliseen yhteyteen testattiin interaktio-termien avulla. Lopuksi analyysit toteutettiin lineaarisella sekamallilla, jolla saatiin huomioitua aineiston perherakenne.

PRS:ien korkea arvo oli yhteydessä suurempaan BMI:hin lapsuudesta aikuisuuteen, ja ne selittivät melko hyvin yksilöiden välistä BMI:n vaihtelua. Korkea ylipainon perinnöllinen alttius lapsuuden kehonkoon PRS:llä arvioituna oli yhteydessä nopeampaan biologiseen vanhenemiseen DunedinPACE-estimaattorilla mitattuna. Aikuisuuden BMI-PRS:n avulla arvioitu korkea ylipainon perinnöllinen alttius oli yhteydessä nopeampaan biologiseen vanhenemiseen PC-GrimAge-estimaattorilla mitattuna. Yhteydet eivät säilyneet tilastollisesti merkitsevänä, kun BMI lisättiin malliin. PRS:n ja BMI:n välillä ei havaittu johdonmukaisesti yhdysvaikutusta.

Yksilöiden väliset erot biologisessa vanhenemisessa alkavat näkyä jo varhaisessa vaiheessa. Biologinen vanheneminen on nopeampaa nuorilla aikuisilla, joilla on korkea perinnöllinen alttius ylipainolle. BMI vaikuttaa selittävän ylipainon perinnöllisen alttiuden ja biologisen vanhenemisen välistä yhteyttä. Kaikkia biologiseen vanhenemiseen vaikuttavia mekanismeja ei vielä tunneta, ja tutkimus lisää tietoa biologista vanhenemista nopeuttavista riskitekijöistä. Tämä tutkimus on ensimmäinen, jossa on selvitetty ylipainon perinnöllisen alttiuden yhteyttä biologiseen vanhenemiseen nuorilla aikuisilla.

Biological aging causes decline in functional capacity, increases susceptibility to disease, and ultimately leads to mortality. Overweight is a strongly heritable trait with significant health implications, and it is associated with shorter life expectancy. Previous studies have observed associations between childhood overweight and accelerated biological aging in adulthood. The aim of this study was to investigate if the genetic predisposition to overweight is associated with biological aging in young adults. This study examined the genetic predisposition to childhood and adulthood overweight in relation to body mass index (BMI) measured at four time points between ages 12 and 25, as well as biological aging measured in young adulthood. Additionally, the impact of body mass index on the relationship between the predisposition to overweight and biological aging was examined. Participants were 21–25-year-old twins from the Finnish Twin Cohort Study (FinnTwin12) (n = 711). Biological aging was measured using DNA methylation levels isolated from blood samples, utilizing the latest epigenetic clocks (DunedinPACE and PC-GrimAge estimators). The predisposition to overweight was assessed using a polygenic risk score (PRS) summarizing the combined effect of over a million genetic variants. Two PRSs were computed for the study: childhood body size PRS and adult BMI-PRS. Overweight was evaluated using body mass index (BMI, kg/m2 ) which was measured when the participants were 12, 14, 17 and 21–25 years old. The association between the genetic predisposition to childhood overweight and biological aging was examined with linear regression model. The modifying effect of BMI on the relationship between the genetic predisposition to childhood overweight and biological aging was tested using interaction terms. Finally, analyses were conducted using a linear mixedeffects model to account for the participants family structure. Higher polygenic risk scores were associated with higher BMI from childhood to adulthood, and the variance explained by the PRSs were relatively good. Higher genetic predisposition to overweight, assessed by childhood body size PRS, was associated with faster biological aging measured by the DunedinPACE estimator. A higher genetic predisposition to overweight, assessed by adult BMI-PRS, was associated with accelerated biological aging measured by the PC-GrimAge estimator. The associations became statistically non-significant after BMI was added to the model. No consistent interaction was observed between the PRS and BMI. Individual differences in biological aging begin to appear early. Biological aging is faster in young adults with a high predisposition to overweight. BMI appears to explain the relationship between genetic predisposition to overweight and biological aging. Not all mechanisms influencing biological aging are yet understood, and this study contributes to the knowledge of risk factors accelerating biological aging. This study is the first to investigate the association between the genetic predisposition to overweight and biological aging in young adults.