皮下脂肪组织分泌蛋白作为老年人体能与认知功能的内分泌调节因子

【字体: 时间:2025年07月17日 来源:Molecular Metabolism 7.0

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  本研究针对老年人骨骼肌功能衰退和认知障碍与腹部皮下脂肪组织(ASAT)异常的关联机制,通过SOMMA队列研究(n=229,年龄≥70岁)整合ASAT转录组学和外植体条件培养基蛋白质组学,首次揭示ASAT炎症特征和分泌型免疫球蛋白是衰老相关功能限制的关键标志物,鉴定出SERPINF1、NID2和APOA4等新型ASAT分泌蛋白介导脂肪组织-肌肉-大脑器官间通讯的分子机制,为理解人类衰老的ASAT驱动机制提供了重要理论框架。

  

随着全球老龄化加剧,老年人骨骼肌功能衰退和认知障碍已成为重大公共卫生问题。令人惊讶的是,近年研究发现腹部"游泳圈"——皮下脂肪组织(ASAT)的异常变化,竟与这些衰老症状密切相关。然而,ASAT究竟通过何种分子机制远程调控肌肉和大脑功能?这个"脂肪说话"的神秘通讯网络一直未被破解。

美国加州大学旧金山分校(UCSF)的研究团队在《Molecular Metabolism》发表的重要研究,首次绘制出ASAT分泌蛋白质组与老年功能表型的全景关联图谱。研究人员利用SOMMA研究队列(Study of Muscle, Mobility and Aging)中229名70岁以上老年人的ASAT样本,结合转录组测序和外植体条件培养基蛋白质组分析,创建了首个老年ASAT分子特征数据库。通过机器学习算法识别关键分泌蛋白后,进一步采用系统遗传学分析和计算机模拟(in silico)验证其生物学效应。

研究发现ASAT的炎症特征和免疫球蛋白分泌谱是预测老年人行动能力和认知水平的最强分子标志。其中,分泌型丝氨酸蛋白酶抑制剂F1(SERPINF1)被证实具有双重作用:既抑制骨骼肌收缩功能,又可能诱发心脏炎症。更引人注目的是,团队首次发现基底膜蛋白NID2和载脂蛋白APOA4等新型ASAT分泌因子,在计算机模拟中显示出协调脂肪组织与肌肉、大脑对话的潜力。

在"ASAT基因表达特征与功能表型关联"部分,研究通过加权基因共表达网络分析(WGCNA)鉴定出6个与握力、步速显著相关的基因模块,其中免疫反应模块与认知评分呈负相关。"ASAT分泌蛋白质组特征"分析则揭示,补体途径蛋白C1QA/B/C与身体性能下降显著相关,而脂肪因子FABP4与认知障碍密切相关。

"关键分泌蛋白的功能验证"章节通过系统遗传学整合人类蛋白质互作网络,发现SERPINF1可能通过调节肌钙蛋白复合物抑制肌肉功能。计算机模拟进一步预测NID2可能通过整合素信号通路影响肌肉再生,APOA4则可能通过血脑屏障影响神经炎症过程。

这项研究开创性地建立了ASAT分子特征与老年功能衰退的因果关系框架,其重要意义在于:首次证实脂肪组织可作为内分泌器官通过特定分泌蛋白远程调控多器官功能;为开发延缓衰老的新型生物标志物和干预靶点(如靶向SERPINF1的单抗)提供了理论依据;提出的"脂肪-肌肉-大脑轴"概念将改变人们对衰老机制的传统认知。这些发现不仅解释了为什么有些老年人"胖却虚弱",更为精准抗衰老干预策略的制定提供了分子路线图。

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