兔脂肪源性基质/干细胞蛋白质组与线粒体代谢的年龄相关性变化及其对干细胞功能的影响

本研究针对脂肪组织再生能力随年龄下降的问题，通过质谱无标记定量和线粒体压力测试技术，系统分析了年轻与老年兔皮下(sASCs)和内脏(vASCs)脂肪源性基质/干细胞的蛋白质组和代谢特征。研究发现老年sASCs中线粒体呼吸链复合物I/IV亚基(COX5A、NDUFB3等)显著上调，伴随最大呼吸能力和备用呼吸容量增强，而vASCs中脂代谢相关蛋白(ACSL1/3)下调。该成果揭示了脂肪干细胞衰老的解剖位点特异性机制，为再生医学中干细胞治疗策略的优化提供了新见解。

　　

随着全球老龄化加剧，年龄相关疾病防治成为重大挑战。脂肪组织作为重要的代谢和内分泌器官，其稳态维持依赖于脂肪源性基质/干细胞(ASCs)的再生能力。然而，这些成体干细胞如何随年龄增长发生功能衰退，特别是不同解剖来源(皮下vs内脏)的ASCs是否存在衰老差异，仍是未解之谜。

Martin Luther University Halle-Wittenberg的Alicia Toto Nienguesso团队在《Scientific Reports》发表的研究，首次通过多组学方法揭示了兔ASCs早期衰老的关键特征。研究人员选用与人类衰老特征相似的兔模型(108周龄相当于人类35-45岁)，采用质谱无标记定量(LFQ)和Seahorse线粒体压力测试等技术，对6-7组年轻(16-22周)与老年兔的皮下(sASCs)和内脏(vASCs)来源干细胞进行系统分析。

关键技术方法
研究团队建立了包含13-24个生物学重复的样本队列，通过两种前处理方法(SP3和SPEED)提高蛋白质覆盖率，使用nano-flow LC-MS/MS获得2800+个蛋白质的定量数据。线粒体功能采用Seahorse XF Mito Cell Stress Test检测5-6组细胞的耗氧率(OCR)，并通过Western Blot验证关键靶点(COX5A、NDUFB3、NDUFB9)。STRING网络分析揭示蛋白互作网络，人类数据库作为参考弥补兔蛋白注释的不足。

Proteome analysis of old ASCs
质谱分析鉴定出1755(sASCs)和1832(vASCs)个可定量蛋白。主成分分析(PCA)显示年轻与老年ASCs形成独立聚类，其中老年sASCs的线粒体呼吸链复合物I(NDUFA9/12)、IV(COX4I1/5A)和ATP合成酶(ATP5ME)亚基显著上调2-5倍，与后续代谢数据高度吻合。

Alterations of protein expression varies in early ageing
火山图分析发现老年sASCs有110个差异蛋白(21.2%为上调)，vASCs有90个(8.8%下调)。STRING聚类显示sASCs特异性上调线粒体呼吸(S1)、ER蛋白定位(S2)和RNA剪接(S3)相关通路，而vASCs的脂代谢簇(V5)中ACSL1/3等脂肪酸活化酶显著下调。

Age-related increase in mitochondrial respiratory chain proteins
Western Blot验证了COX5A(p=0.036)、NDUFB3(p=0.012)和NDUFB9(p=0.046)在老年sASCs中的上调。Seahorse检测显示老年sASCs最大呼吸能力(p=0.021)和备用呼吸容量(p=0.021)显著增强，表明其退出静息状态转向增殖表型。

Upregulation of factors impacting gene expression
SEC61β(上调16.5倍)和核糖体蛋白(RPL24/RPS19)的异常升高提示翻译过程失调。Y-box结合蛋白(YBX1/YBX3)的增多可能通过解除对COX5A等mRNA的翻译抑制促进线粒体亢进。

Lipid metabolism-related proteins decreased
老年vASCs中脂肪酸CoA连接酶(ACSL1/3)和琥珀酰CoA合成酶(SUCLA2)的下调，可能通过PPARγ信号通路削弱β氧化能力，这与皮下脂肪优先减少的临床观察相符。

讨论与意义
该研究首次揭示：1) 脂肪干细胞衰老呈现解剖位点特异性，皮下ASCs更早出现线粒体功能亢进，而内脏ASCs以脂代谢紊乱为主；2) AHNAK1(上调3-10倍)和窖蛋白(CAV1/CAVIN1)可能通过调节BMP4/SMAD和PPARγ通路影响分化潜能；3) SEC61-转位子异常暗示ER应激参与衰老调控。这些发现为理解中年人群干细胞功能衰退提供了分子基础，提示针对不同脂肪库来源的干细胞需采取差异化抗衰老策略。研究建立的兔模型和蛋白质组学数据集，为后续探索VDAC通道、钙蛋白酶系统等靶点奠定了重要基础。