Decifrare il ruolo delle modifiche istoniche: un approccio allo studio dell’epigenoma nell’invecchiamento

Ageing is accompanied by progressive decline in hepatic regenerative capacity, metabolic flexibility, and tissue homeostasis; however, the molecular mechanisms orchestrating these changes remain incompletely defined. Here, we performed an integrative multi-omic analysis of liver ageing across defined timepoints (2, 6, and 18, months), combining RNA sequencing, chromatin immunoprecipitation sequencing (ChIP-seq) for active (H3K27ac and H3K4me1), and repressive (H3K27me3) histone marks, gene ontology enrichment, and targeted RT–qPCR validation to define coordinated transcriptional and epigenetic remodelling during liver ageing. Gene ontology and pathway enrichment analyses identified significant modulation of pathways related to cell cycle regulation, p53 signalling, epithelial-to-mesenchymal transition, lipid metabolism, hypoxia, and cellular stress responses, to name a few. Integration of RNA-seq and ChIP-seq datasets demonstrated widespread redistribution of chromatin marks, and concordance between histone mark dynamics and gene expression changes indicates that structured epigenomic remodelling underlies age-associated transcriptional reprogramming. Collectively, our findings define liver ageing as a coordinated process characterized by early-onset transcriptional reprogramming, epigenetically reinforced suppression of regenerative capacity, activation of stress and pro-fibrotic pathways, and metabolic rewiring. This integrative framework provides mechanistic insight into hepatic ageing and establishes a foundation for comparative multi-tissue epigenomic analyses aimed at identifying reversible drivers of age-associated functional decline.

L’invecchiamento è accompagnato da un progressivo declino della capacità rigenerativa epatica, della flessibilità metabolica e dell’omeostasi tissutale; tuttavia, i meccanismi molecolari che orchestrano questi cambiamenti rimangono solo parzialmente definiti. In questo studio, abbiamo condotto un’analisi multi-omica integrata sul invecchiamento epatico in diversi timepoint definiti (2, 6 e 18 mesi), combinando il sequenziamento dell’RNA, il sequenziamento dell’immunoprecipitazione della cromatina (ChIP-seq) per le modifiche istoniche attivatorie (H3K27ac e H3K4me1) e repressorie (H3K27me3), l’analisi di arricchimento della gene ontology e la validazione mirata mediante RT–qPCR, al fine di definire il rimodellamento trascrizionale ed epigenetico coordinato durante l’invecchiamento del fegato. Le analisi di arricchimento della gene ontology e dei pathway hanno identificato una significativa modulazione di vie correlate alla regolazione del ciclo cellulare, alla segnalazione di p53, alla transizione epitelio-mesenchimale, al metabolismo lipidico, all’ipossia e alle risposte allo stress cellulare. L’integrazione dei dataset RNA-seq e ChIP-seq ha dimostrato un’ampia ridistribuzione delle modifiche istoniche e la concordanza tra la distribuzione di queste modifiche e le variazioni dell’espressione genica indica che un rimodellamento epigenomico strutturato è alla base della riprogrammazione trascrizionale associata all’età. Nel complesso, i nostri risultati definiscono l’invecchiamento epatico come un processo coordinato caratterizzato da una riprogrammazione trascrizionale a insorgenza precoce, dalla soppressione epigenetica della capacità rigenerativa, dall’attivazione di vie di risposta allo stress e pro-fibrotiche e da un rimodellamento metabolico. Questo quadro integrativo fornisce nuove conoscenze meccanicistiche sull’invecchiamento epatico e pone le basi per analisi epigenomiche comparative multi-tessuto volte a identificare determinanti reversibili del declino funzionale associato all’età.