衰老进程中代谢通量稳定性与代谢物浓度变化的系统性研究

本研究针对衰老伴随代谢紊乱但关键通路活性变化不明的问题，来自Jankowski等研究人员通过代谢组学与稳定同位素示踪技术，系统评估了老年小鼠代谢物浓度与通量的变化。结果发现，尽管代谢物浓度广泛改变，但主要循环代谢物通量（如葡萄糖、乳酸等）在衰老过程中保持稳定，仅谷氨酰胺通量显著改变。该研究揭示了衰老代谢调控的核心特征，为理解机体代谢稳态维持机制提供了新视角。

　　

代谢失调是衰老的一个典型特征，然而代谢通路活性（即通量）如何随年龄增长而变化，尚未得到广泛评估。在此，Jankowski等人通过测量老年小鼠的代谢物浓度和通量，发现尽管代谢物浓度发生了广泛变化，但主要的代谢通量在衰老过程中仍能显著保持稳定。

研究亮点包括：

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  许多代谢物浓度随年龄增长发生显著变化
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  主要代谢通量随年龄增长被严格保持
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  在核心代谢物中，仅谷氨酰胺通量发生显著变化（高达30%）
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  包括4-羟基脯氨酸在内的代谢物显示出浓度和通量的协同变化

研究人员利用代谢组学（metabolomics）和稳定同位素示踪（stable isotope tracing）技术，研究了年轻与老年（20-30个月）C57BL/6J小鼠中年龄诱导的代谢改变，并以年轻肥胖（ob/ob）小鼠作为对照。对于主要的循环代谢物，其浓度随年龄的变化程度大于通量的变化，而通量在肥胖模型中的变化大于在衰老模型中的变化。具体而言，葡萄糖、乳酸、3-羟基丁酸以及许多氨基酸（但值得注意的是不包括牛磺酸）的浓度随年龄增长发生显著变化，而只有谷氨酰胺的循环通量发生了显著改变。尽管存在基础的代谢变化，主要循环代谢物的通量仍然保持稳定。例如，赖氨酸的分解代谢从 saccharopine 途径转向 pipecolic acid 途径，并且 pipecolic acid 的浓度和通量都随衰老而增加。其他一些丰度较低的代谢物也显示出与年龄相关的、协同的浓度和通量变化。因此，虽然衰老导致了广泛的代谢变化，但主要的代谢通量在很大程度上得以保留。