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。2011:1:134.
doi:10.1038/srep00134。 Epub 2011年10月31日。

小鼠衰老的代谢足迹

Riekelt H Houtkooper公司 1, 卡门·阿格曼, Sander M Houten公司, Carles Cantó, 埃伦·杰宁加, 佩内洛普A安德烈, 查尔斯·托马斯, 拉斐尔·多恩伦, 克里斯蒂娜·肖恩詹斯, 约翰·奥韦克斯
附属公司

小鼠衰老的代谢足迹

Riekelt H Houtkooper公司等。 科学代表。 2011。

摘要

衰老的特点是细胞功能普遍下降，最终会影响全身的体内平衡。虽然DNA损伤和氧化应激都会导致衰老，但代谢功能障碍是衰老的共同标志，至少在无脊椎动物中是如此。由于缺乏对健康衰老哺乳动物代谢变化的全面综述，我们在这里比较了幼年和2岁小鼠的代谢参数。我们系统地将体内表型分析与基因表达、生化分析和代谢组学结合起来，从而确定衰老的不同代谢足迹。在肝脏和肌肉中受影响的途径中，我们发现葡萄糖和脂肪酸代谢以及氧化还原稳态。这些变化转化为长链酰基肉碱减少，游离脂肪酸水平增加，老龄小鼠血浆中各种氨基酸显著减少。因此，这些代谢物可作为衰老和健康寿命的生物标志物。

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数字

图1
图1。衰老小鼠的临床和分子表型。
（A） 体重。（B） 身体成分。（C） 间接量热法显示耗氧量（VO2)以及24小时记录期间的呼吸交换比（RER）。（D） 基本和最大VO2在代谢跑步机上。（E） 20小时自愿运动记录。（F） 年轻和老年小鼠在腓肠肌中的基因表达（G）柠檬酸合成酶（CS）的酶活性，以及腓肠肌氧化磷酸化复合物I和复合物IV。（H） 腓肠肌相关代谢信号通路的Western blot分析。pAMPKα代表AMPK的α亚单位的磷酸化/活化；免疫沉淀IRS1检测其对丝氨酸残基（p-Ser）的磷酸化作用；p-S6K1反映S6K1磷酸化/活化。Tubulin用作加载控制。数值表示为平均值±SEM；n=6–10（图1A，n=20）。*第页≤0.05; **第页≤0.01; ***第页≤0.001。
图2
图2。血浆生物化学和靶向代谢组学。
（A） 血浆临床生物化学的双向分层聚类。（B） 目标代谢组学数据的双向分层聚类。FA描述的代谢产物是红细胞脂肪酸，而AC表示血浆酰基肉碱。（C） 选定代谢物的血浆水平。数值表示为方框图和胡须图；n=10；*第页≤0.05; **第页≤0.01; ***第页≤0.001.
图3
图3。靶向代谢组学和微阵列的代谢产物和途径富集。
（A） 为了将衰老状态与血液代谢物表达数据联系起来，我们使用了随机森林预测因子。根据代谢物对衰老状态的预测重要性，使用随机森林重要性度量对代谢物进行排序。我们发现，10种最重要的代谢物具有100%的明显预测准确性。（B） 监督层次聚类图，用于可视化RF预测因子的表达（z-score标准化）。RF图和监督层次聚类图表明，15种最重要的代谢物根据其老化状态对样品进行分层。FA描述的代谢物是红细胞脂肪酸，而AC表示血浆中的酰肉碱。色码描述了相应代谢物所属的途径。
图4
图4。通过全球代谢组学在肝脏中进行老化生物标志物识别和途径分析。
为了将衰老状态与肝代谢产物表达数据联系起来，我们使用了随机森林预测因子（A）。代谢物根据其对按年龄分组的重要性进行排名。我们发现，这25个也是最重要的问题导致了93%的明显预测准确率。彩色符号用于指示代谢物发挥作用的途径。监督层次聚类图（B），用于可视化RF预测因子的表达（z评分标准化）。RF图和监督分层聚类图显示，25种最重要的代谢物根据其老化状态对样品进行分层。（C） 代谢物集富集分析（MSEA）的汇总图（左面板），其中代谢物集合根据Holm p值进行排序，阴影线显示Holm p的截止值。代谢组视图（右侧面板）反映了根据中间中心性度量，x轴增加的代谢途径影响，这反映了代谢途径中的关键节点随着年龄的增长而发生了显著变化。
图5
图5。通过肌肉中的全球代谢组学进行衰老生物标志物识别和途径分析。
为了将衰老状态与肌肉代谢产物表达数据联系起来，我们使用了随机森林预测因子（A）。代谢物根据其对按年龄分组的重要性进行排名。我们发现，这25个也是最重要的问题导致了100%的明显预测准确率。彩色符号用于指示代谢物发挥作用的途径。监督层次聚类图（B），用于可视化RF预测因子的表达（z评分标准化）。RF图和监督分层聚类图显示，25种最重要的代谢物根据其老化状态对样品进行分层。（C） 代谢产物集富集分析（MSEA）汇总图（左面板）和代谢组视图（右面板），如图4C所示。
图6
图6。衰老相关的糖和脂肪代谢变化模型。
（A） 综述肌肉和肝脏中葡萄糖代谢的生化途径。年轻人和老年人之间变化的代谢物用粗体表示；肌肉和肝脏的代表性代谢物数据分别显示在左边缘和右边缘。总之，糖原中间产物麦芽糖和麦芽四糖的积累表明老年小鼠的肝糖原分解增加。另一方面，乳酸的增加和糖酵解中间产物的减少表明糖酵分解作用增强。肌肉中葡萄糖和葡萄糖-磷酸盐的升高，再加上乳酸水平的不变，表明肌肉中的葡萄糖处置减少，无论是通过分解还是糖原合成。事实上，肌肉麦芽糖水平的增加与糖原分解的增加相一致。（B） 脂肪代谢示意图，显示典型变化。老年小鼠的血浆甘油三酯降低，而游离脂肪酸增加，表明组织中甘油三酸酯沉积增加，脂肪酸释放增强和/或分解减少。脂肪酸在肌肉中的积累、酰基肉碱向血浆中泄漏的减少（虚线）和酮生成减少支持了FAO的减少。肌肉中Cpt1b表达降低可能是导致FAO降低的原因之一，这也解释了血浆中乙酰肉碱水平降低的原因。老年小鼠的RER较低，表明其相对依赖脂肪氧化，这表明葡萄糖氧化也受到阻碍，脂肪代谢仍然是ATP生成的主要来源。数值表示为平均值±SEM或盒须图。*第页≤0.05; **第页≤0.01; ***第页≤0.001.
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    1. Fontana L.、Partridge L.和Longo V.D.延长健康寿命–从酵母到人类。《科学》328，321-326（2010）。-项目管理咨询公司-公共医学
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