老年科室组学解决方案
衰老过程中能量代谢变化与慢性疾病发生密切相关。随着年龄增长,能量消耗逐渐下降,体脂水平上升,而慢性疾病的发生率则显著增加,包括骨关节炎、骨质疏松、心力衰竭、阿尔茨海默病、黄斑变性、COPD、听力退化、糖尿病、动脉粥样硬化和非酒精性脂肪肝等。进一步通过“代谢组学衰老时钟”揭示多种代谢物在年龄增长过程中发生显著变化,例如肌酐、丝氨酸、磷酸盐等代谢物水平下降,而鞘磷脂、柠檬酸、瓜氨酸等代谢产物升高。这些代谢变化不仅反映了生理功能的衰退,也为探究衰老和相关疾病机制提供了生物学依据。
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老年医学科常见疾病及潜在研究方向
(1)多组学解析疾病生物标志物应用于早期筛查和诊断。
(2)多组学解析疾病分子分型特征,用于预后与精准治疗。
(3)多组学探究影响药物治疗生物标志物,提示或监测药敏反应。
(4)多组学解析疾病分子机制。
(1)肌少症的新型代谢和脂质组学生物标志物挖掘与干预研究
Cachexia Sarcopenia Muscle. 2024 Oct;15(5):2175-2186.(IF=9.4)
研究目标:探讨老年肌肉减少症成人肌肉减少症的潜在生物标志物和阻力训练和营养支持 (RTNS) 相关的关键分子。
研究队列:45 名肌肉减少症患者和 47 名匹配对照者(≥ 65 岁)
研究结果:
1. 对照组和患者组之间的 12 种代谢物存在显著差异,包括异亮氨酸、肉碱、1-甲基组胺/3-甲基组胺、肌酐、肌肽、脲基丙酸、尿酸、PC (18:2/20:0)、PC (20:2/18:0)、PC (18:1/20:1)、PI 32:1 和 PI 34:3。
2. 比较肌肉减少症组干预前后的代谢物水平,确定了 5 个与干预相关潜在生物标志物,包括1-甲基组胺/3-甲基组胺、肌肽、PC(18:2/20:0)、PI 32:1 和 PI 34:3,在肌肉减少症的运动和营养治疗中发挥重要作用。
(2)精神障碍的系统代谢特征及分型研究
MedComm (2020). 2022 Sep 30;3(4):e165.(IF=10.7)
研究目标:探究焦虑、抑郁和共病抑郁症的代谢相似性和差异性。
研究队列:
以老年人群(>50岁)为核心研究对象,队列1 包括 100 名健康参与者、55 名焦虑症患者、52 名抑郁症患者和 41 名合并症患者;队列2为328名健康参与者。其它队列信息: 6,467 名 WCHAT 队列心理健康评估数据。
研究结果:
1. 通过脂质组学数据的无监督分类,将患有精神疾病的参与者分为三个亚型 (S1 、 S2 和 S3)。其中,S1 表现出较高的三酰甘油和较低的鞘磷脂,而 S2 表现出相反的特征。S3 的代谢特征与正常组相似。与 S3 相比,S1 和 S2 中的个体生活质量较差,并且更容易遭受睡眠和认知障碍。
2. 对 WCHAT 的 6,467 人的评估显示,抑郁症的发病率与年龄相关。17 种抑郁症相关代谢物与年龄显著相关,这在独立队列2中得到了验证。
(3)脂肪性肝炎分子机制研究
Cell Metab. 2025 May 6;37(5):1119-1136.e13. (IF=27.7)
研究目标:探讨SMPD3影响代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH)进展的分子机制。
研究队列:不同MASLD队列。
研究结果:
1. 确定了鞘磷脂磷酸二酯酶3(SMPD3)通过增强细胞膜鞘磷脂水解,成为肝脏神经酰胺蓄积的关键驱动因子。肝细胞特异性敲除 Smpd3 基因或药物抑制 SMPD3 蛋白,均可缓解MASH,重新引入 SMPD3 则逆转了 MASH 的缓解。
2. 肝细胞膜鞘脂代谢紊乱是从单纯性脂肪肝(MASL)向MASH进展的核心代谢特征,定位于细胞膜小窝区域的SMPD3是该进程的主要驱动酶。
3. SMPD3可通过改变小窝区域的鞘磷脂-神经酰胺代谢平衡,加速脂质摄取,推动脂肪沉积,同时增强肝细胞内促炎性和促纤维化的细胞外囊泡释放,导致MASH进一步恶化。