脂质代谢物组学揭示了长寿和慢性疾病的秘密

新的研究发现，小鼠不同器官和性别的脂质代谢发生了显著的年龄相关变化，突出了肠道细菌产生的特定脂质的积累。这些发现还包括鉴定出一种导致肾脏性别差异的基因，可以提高我们对老年痴呆症和动脉粥样硬化等与年龄有关的疾病的理解。这项研究为未来人类脂质组和微生物组的研究奠定了基础，有可能导致针对这些疾病的靶向治疗。

　　

理研中心的研究人员发现了小鼠脂质代谢与年龄相关的关键变化，这可能会改善与年龄相关疾病的治疗方法。

日本理研综合医学科学中心(IMS)的研究人员已经确定了小鼠脂质代谢的多种与年龄相关的变化，影响到不同的器官，并因性别而异。值得注意的是，随着小鼠年龄的增长，他们观察到来自肠道细菌的特定脂质的系统性积累。此外，该研究还揭示了肾脏的性别差异，并确定了与这种差异相关的基因。这些发现发表在《Nature Aging》杂志上，可以增强我们对老年痴呆症、动脉粥样硬化、肾脏疾病和癌症等与年龄有关的慢性疾病的理解。

脂质，通常以脂肪或油的形式存在，是我们体内储存能量的基本分子。此外，脂质作为信号分子和细胞膜的组成部分。新陈代谢——生物分子如脂质和糖分解成它们的组成部分——随着年龄的增长而减慢，这有助于解释为什么随着年龄的增长，我们更容易增加体重，而更难减肥。虽然这一点已经知道了50多年，但脂质代谢的变化如何影响寿命和健康仍不清楚。在他们最近的研究中，日本理化研究所IMS的Hiroshi Tsugawa和他的团队认为，在这个问题得到充分回答之前，我们需要非常详细地知道实际的变化是什么。只有这样，科学家们才能开始寻找衰老的脂质代谢与人类健康之间的联系。为了达到这个目的，他们用小鼠来绘制脂质代谢物与年龄相关变化的图谱。

通过使用尖端技术对小鼠脂质组(生物样本中存在的所有脂质代谢物)进行多次快照，研究人员发现，小鼠的肾脏、肝脏、肺部、肌肉、脾脏和小肠中的BMP型脂质随着年龄的增长而增加。这些脂质在称为溶酶体的细胞循环中心内的胆固醇运输和生物分子分解中起关键作用。年龄相关的溶酶体损伤可能导致细胞产生更多的BMP，这可能导致进一步的代谢变化，如肾脏中胆固醇衍生物的增加。

肠道细菌和脂质变化

研究人员还研究了肠道细菌对脂质组的影响，发现虽然肠道细菌产生了许多结构独特的脂质，但随着年龄的增长，肝脏、肾脏和脾脏中只有磺类脂质增加。事实上，在这些外周组织中甚至没有检测到来自肠道细菌的其他脂质代谢物组。Tsugawa说:“由于已知这种脂质参与调节免疫反应，我们研究的下一阶段将包括测试肠道细菌衍生的磺类脂质，以确定它们的结构和生理功能。”

研究人员还发现小鼠脂质组存在与年龄相关的性别差异，尤其是在肾脏中，老年雄性小鼠的脂质代谢物半乳糖神经酰胺水平高于老年雌性小鼠。这种差异归因于雄性小鼠中UGT8基因的表达增加。像这样了解性别特异性代谢差异可以揭示人类对年龄相关疾病的易感性。

“我们的研究已经全面描述了小鼠随着年龄增长而发生的脂质组变化。通过这样做，我们创建了一个地图集，它将成为一个重要的全球资源，”Tsugawa说。“接下来，我们必须将这种类型的研究扩展到人类脂质组和微生物组。”

这些发现强调了了解脂质代谢如何随着年龄的增长而变化的重要性，以及在设计与年龄相关疾病的治疗方法时针对脂质组的潜力。

参考文献:“A lipidome landscape of aging in mice” by Hiroshi Tsugawa, Tomoaki Ishihara, Kota Ogasa, Seigo Iwanami, Aya Hori, Mikiko Takahashi, Yutaka Yamada, Naoko Satoh-Takayama, Hiroshi Ohno, Aki Minoda and Makoto Arita, 12 April 2024, Nature Aging.