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《自然》子刊:衰老时,这种脂质变化最关键!好在运动可以逆转

 阳光ewi5000 2024-04-21 发布于广东

▎药明康德内容团队编辑

在我们体内,脂质和健康与疾病有着千丝万缕的联系。例如,俗称“坏胆固醇”的低密度脂蛋白胆固醇就是臭名昭著的心血管“杀手”,是冠状动脉疾病及动脉粥样斑块形成的主要危险因素之一。而作为人体含量最高的脂类,甘油三酯也是心血管和代谢性疾病的风险因素。

不过,脂质与疾病的关联可远没有这么简单。胆固醇和甘油三酯属于“简单脂质”,这是因为从结构上来看,这些分子只由两个部分(moieties)组成,例如甘油三酯可以水解为甘油和脂肪酸。有简单脂质,自然也有“复杂脂质”——它们由至少3个部分组成(例如甘油、脂肪酸和磷酸)。例如,组成生物膜的磷脂就是一类典型的复杂脂质。

伴随着脂质组学技术的发展,近些年来科学界认识到,很多复杂脂质与代谢和疾病有关,例如心磷脂(cardiolipin)在脂肪肝中起到重要作用,溶血磷脂酰胆碱(lyso-phosphatidylcholine)则会影响胰岛素敏感性有影。在动物模型中,特定的复杂脂质还与衰老和寿命有关。

复杂脂质很重要,但一直以来,对于它们与衰老的关系,科学界的认识还十分有限。在衰老过程中,复杂脂质是如何变化的?这些变化能否通过干预得到逆转?解开这些难题,对于理解衰老机制、促进健康老龄化都至关重要。


在一项发表于《自然-衰老》的近期研究中,阿姆斯特丹大学医学中心(Amsterdam UMC)的研究团队发现,在衰老过程中,一类名为双酰基甘油磷酸酯【bis(monoacylglycero)phosphate,简称BMP】的复杂脂质在多个组织内显著积累,而仅仅通过运动就能逆转这个过程。作者指出,这些发现让我们能够更深入地了解衰老过程,并且寻找新的干预方法。

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为了解析复杂脂质与衰老的具体联系,研究团队首先使用脂质组学平台,分别对年轻和老年小鼠的肌肉、肾脏、肝脏、心脏等10种组织进行分析,绘制了复杂脂质在衰老过程中变化的全面图谱。这张图谱包含了超过1200种不同的脂质,它们来自如下图所示的21种脂质类型。

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▲在小鼠组织内发现的21种脂质类型(图片来源:参考资料[1])


结果,随着年龄增长,大多数组织都表现出了明显的脂质积累。这些伴随衰老的脂质有着怎样的特征?进一步的分析发现,在21种脂质类型里,BMP脱颖而出——大多数组织中,富集最为显著的前10种脂质都属于BMP!因此,BMP积累是衰老小鼠脂质组中最为显著的变化。

BMP也被称作溶血双磷脂酸(lysobisphosphatidic acid, LBPA),它们具有未见于其他复杂脂质的独特结构,这也使得BMP在晚期内体和溶酶体中稳定存在。已经有研究指出,BMP的积累与神经退行性疾病、溶酶体贮积症等先天性代谢障碍和癌症等病理状态相关,但这类脂质对疾病的具体影响在很大程度上仍然未知。

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▲在不同组织中显著积累的脂质,其中BMP类脂质最为突出(图片来源:参考资料[1])


既然研究发现BMP在老年小鼠的组织中显著积累,那么类似的变化是否也发生在人体内呢?为了解决这个问题,研究团队获得了收集自不同年龄、性别人类的肌肉组织活检样本,并再次利用脂质组学工具进行了检验。结果,他们鉴定出属于28个脂质类型的超过1500种脂质。

在1500种脂质中,只有104种在老年男性与女性个体中均显著积累,这其中就有11种属于BMP。这一数据进一步支持了BMP富集是人类衰老常见且保守的特征。此外,BMP和另外3类脂质一起,代表了随年龄增长,以性别保守的方式积累最显著的脂质类型。

好在,BMP的积累还有救。研究团队进一步对12名年龄在45~70岁之间的超重女性开展实验,检验中等至剧烈的运动干预是否会影响BMP水平。在4天的时间内,“锻炼组”每天静坐13小时,运动1次;而“静坐组”每天静坐14小时而不做运动。结果与静坐组相比,锻炼组个体的BMP富集水平明显更低。事实上,如果介于锻炼组与静坐组的中间状态,即每天站立3小时、走路2小时,个体的BMP水平也会下降,只是效果没有锻炼组明显。

此外,对比锻炼组与静坐组的脂质变化表明,受运动影响最明显的3种脂质分类里,BMP就名列其中(另外两种是溶血磷脂酰甘油和二溶血心磷脂)。因此,实验表明BMP随衰老而积累,其水平可以作为一种保守的衰老标志物,但短期运动就可以调节这种脂质的水平。不过,这种改变能否长期维持还有待进一步的研究确认。

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▲研究发现,运动可以减少女性个体组织内的BMP积累(图片来源:参考资料[1])


研究论文指出,还需要更多研究来确认,随年龄增长而增加的BMP水平、溶酶体活性,与衰老退行性过程有着怎样的因果关系。在接下来的研究中,研究团队也计划在临床上评估运动以及雷帕霉素、二甲双胍和热量限制等其他长期干预措施对BMP的影响,从而巩固BMP积累随衰老的可逆性。

“这些结果是我们理解衰老过程的重要一步,但这肯定不是最终答案。我们计划进行后续研究,以更好地了解BMP如何促进衰老、BMP积累对衰老有何影响,以及这一点能否通过除了运动的其他方式来实现。”领导这项研究的Riekelt Houtkooper教授总结道。

衰老的原因是什么,科学家们有了哪些新发现?又找到了哪些逆转衰老的新策略?

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