Aldurstengdar breytingar á lípídóm í framheilsuberki rottu og heila sem beitt er á gamals aldri

2.2. Áhrif öldrunar og metíóníntakmarkana í framhliðarberki lípídóm

Íennisberki, okkarfitusjúkdómargreining greindist samtals 11.029 sameindireiginleikar frá báðum jónunaraðferðum (jákvæðum og neikvæðum), einu sinni grunnlínuleiðréttingu,topptínslu og toppstillingu var beitt á aflað gagna. Eftir gæðaeftirlitmat, síun og leiðréttingu merkis, 763 eiginleikar voru eftir, sem voru notaðir tiltölfræðigreining. Með því að nota allt lípidómið sýndi aðalþáttagreining (PCA).að fyrstu þrír þættirnir (PC1, PC2 og PC3) skýrðu 36,8 prósent af breytileikasýnin. Þessi greining sýndi að fullorðinshópurinn lípídóm var ólíkur með virðingutil aldurshópa, og að MetR hópurinn væri einnig greinilega aðgreindur, sem bendir tilþaðöldrun og mataræði geta ráðið úrslitum um skilgreiningu lípódómsins í framhliðinniheilaberki(Mynd2A). Fjölbreytu tölfræði sem aðeins var beitt fyrir fullorðna og aldurshópa leiddi í ljósað breytingar á blóðfitu í miðlægum heilaberki hafi verið minniháttar við öldrun (viðbótarupplýsingarmynd S1B).

Hver litaður klefi á kortinu samsvarar hlutfallslegu styrkleikagildi, með sýnum í dálkum og efnasambönd íraðir. N (fullorðinn)=7, n (aldraður)=7, n (aldraður plús MetR)=7.

Aðgreiningargreining á minnstu ferningum að hluta (PLS-DA) tókst að aðgreina greinilegaþrír hópar (gögn ekki sýnd), en umbreytingarpróf (1000 endurtekningar) gáfu ekki marktæktp gildi (p = 0.17), sem gefur til kynna að þetta hafi ekki verið ákjósanlegt líkan. Stigveldisþyrping með því að notaallar lípíðtegundir sem fundust sýndu enga sérstaka þróun þegar allt lípíðið var greint(Viðbótarmynd S2B). Hins vegar breytist hitakort af hlutfallslegum styrkleika fyrir 25lípíð tegundir með neðrip gildi var síðan sett saman til að sjá mögulega klasa(Mynd2B), og mynstur kom fram sem bendir til þess að þótt allir þrír hóparnir hafi hópastfullkomlega, mataræði var mikilvægasti þátturinn sem ákvarðaði framhlið heilaberkis lípídómsins. Thehitakort yfir magn umbrotsefna sýndi að Adult plús MetR hópurinn hafði sérstaktprofifile samanborið við hina tvo hópana.Greining á fitusjúkdómum sýndi fram á sérstakar breytingar á lípídómiennisberki við öldrun og MetR beitt á gamals aldri.

Smelltu til að fá meiri þekkingu um hvernig Cistanche eykur fitu

Biðja um meira:Tölvupóstur:wallence.suen@wecistanche.com Whatsapp plús 86 15292862950

Svona, þegar við leituðum aðsérstökum öldrunar- og mataræðismerkjum, fundum við að 81 lípíðtegund væri tölfræðilega ólíkmilli hópa (tafla5, Viðbótarefni,, skoðaður 16. nóvember 2021). Meðal allra mikilvægra sameindanna voru 34athugasemd, og 41 var ekki auðkennt. Meðal auðkenndra lípíðtegunda lýstum við 1 FA,11 GL, 14 GP, 5 SP, 1 prenól lípíð (PL) og 2 SL. Samkvæmt muninum á millihópum, úthlutaðum við líffræðilegri merkingu fyrir mismunandi lípíðtegundir sem samanstanda afþrjú hugtök: heilbrigð öldrun, öldrun og mataræði. Heilbrigð öldrun var talin lípíðiðtegundir sem fylgdu post hoc: Aldraðir6 = Aldur plús MetR og fullorðinn. Til að íhuga lípíðtegundir sem lífmerki öldrunar, post hocs voru: Fullorðin6 = Aldrað og aldrað plús MetR. Loksins,Lífsmerki um áhrif MetR voru tekin til greina: Aged plús MetR6 = Aldraður og fullorðinn. Fylgjameð þessari reglu fundum við 25 lífmerki um öldrun (1 auðkenndur sem FA, 4 sem GL, 3 sem GP, 1 sem PLog 1 sem SL), 33 lífmerki fyrir MetR mataræði (1 auðkenndur sem GL, 6 sem GP, 4 sem SP og 1 sem SL)(Viðbótarmynd S3A), og 7 lífmerki um heilbrigða öldrun (2 auðkennd sem GL og 1sem PL).Breytingar á fitusýruhlutfalli heildarlípíða í öldruðum ennisberki voru jöfntakmarkaðri en í litla heila. Þannig er aðeins minna innihald 24:6n-3 (19 prósent),minnkuð delta-6 desatúrasavirkni (24 prósent) og aukin peroxisomal beta-oxun(23 prósent) í öldruðum ennisberki sáust (töflur6 og7). Engar frekari breytingargreindust, þar á meðal próteinskemmdamerki sem eru unnin af oxun, í öldruðum framhliðinniheilaberki miðað við unga hópinn (tafla6). MetR mataræði í ellinni hvorki breytt nékynntu frekari breytingar á minniháttar breytingum sem staðfestar voru í aldurshópnum(Töflur6–8). 

Öll efnasambönd eru hugsanlega merkt efnasambönd byggð á eðlisefnafræðilegum eiginleikum og/eða litróflíkt með almennings-/viðskiptasöfnum [29]. a Auðkenni (ID) byggt á nákvæmum massa, varðveislutíma (RT),og MS/MS litróf;b ID byggt á nákvæmum massa og RT;c ID byggt á MS/MS litrófinu; (d) auðkenni byggt á nákvæmumessa. FA: fitusýrar, GL: glýserólípíð, GP: glýserófosfólípíð, SP: spingólípíð, SL: steróllípíð. Ag: Aldur,R: Aldur auk MetR, A: Fullorðinn, ni: engar upplýsingar. n (fullorðinn)=7, n (aldraður)=7, n (aldraður plús MetR)=7.

Fyrir frekari upplýsingar, sjá töflu3. Gögn eru gefin upp sem meðaltal± SEM.a samanburður á aldrinum og aldrinum plús MetR viðfullorðinn hópur. *p < 0.05, ** p < 0.01. n (Adult) = 8, n (Aged) = 8, n (Aged+MetR) = 8. 

Fyrir frekari upplýsingar, sjá töflu4. Gögn eru gefin upp sem meðaltal± SEM.b samanburður á aldrinum og eldri plús MetR hópum.* p < 0.05. Units: µmól/mól lýsín. n (fullorðinn)=7, n (aldraður)= 8, n (aldraður plús MetR)=8.

3. Umræður

Lipíð eru lykilþættir í uppbyggingu heila sem gegna mikilvægu hlutverki í aðalheilaaðgerðir. Hins vegar er skortur á rannsóknum sem greina áhrif öldrunar og öldruninngrip sem beitt er á elli á lípíðsamsetningu á sérstökum svæðum í rottuheilanum,og nota fitulækningaraðferð. Ennisberki rotta og heili eru heilasvæðisem taka þátt í hreyfi- og vitrænni starfsemi. Athyglisvert er að þessi svæði háðEinnig er hægt að útvíkka aðgerðir til manna, sem gefur til kynna starfræna einingu yfir spendýrættfræði. Þar af leiðandi má gera tilgátu um að sameindabasar öldrunarferli og hugsanlegar breytingar á lípíðum geta verið algengar á milli tegunda, þannigumbreyta nagdýrum í gott tilraunalíkan til að framreikna kerfi heilansöldrun hjá mönnum [19,31–34]. Í þessu samhengi, í rannsókn okkar, alhliða fitusýrugreining á ennisberki rottu og litla heila var gerð til að læra aldurstengdabreytingar á lípíðum á þessum svæðum, svo og til að meta áhrif inngrips gegn öldrun,metíónín takmörkun, beitt í ellinni til að meta hvort áhrifin hafi verið staðfestá unga aldri í heila með þessari fæðuinngripi [20–25] er einnig hægt að afrita ágamall aldur.

Í heilbrigðum fullorðnum rottuheila virðist sem sumir fitusýrueiginleikar séu sameiginlegir í aþvert á landshlutaleið. Þannig er meðallengd fitusýrukeðju (ACL) haldið viðum 18 kolefnisatóm, á báðum svæðum, og helstu SFA eru 16:0 og 18:0, enfyrir PUFA 18:1n-9, 20:4n-6 og 22:6n-3 eru ríkjandi. Athyglisvert er að þessar niðurstöður eru þaðhliðstætt því sem sést í mannsheila [35], sem bendir til viðhalds grunnreglur um fitusýrustig taugakerfisins í að minnsta kosti spendýrategundum. ÞettaHugmyndin er hins vegar ekki í mótsögn við tilvist svæðisbundins munar. Þannig erheili rottu er meira auðgað af UFA-meðal MUFAs, fylgt eftir afPUFAn-3 og að lokum PUFAn-6—miðað við framheilaberki. Þessi prófíll ræðurað heilinn sýnir hærra PI og þar af leiðandi meiri viðkvæmni fyrir lípíðumperoxun en framhliðarberki gerir. Að auki sýnir heili rotta meiristöðugt ástand próteinoxunarskemmda með tilliti til framhliðarberkis, sem gefur til kynnahærri oxunarskilyrði í litla heila. Hins vegar, og það kemur á óvart, fituoxuninafleidd próteinskemmd (gefin upp með MDAL merkinu) var lægri í litla heilaen í framhliðarberki, sem bendir til þess að til séu skilvirkar verndaraðferðir semgetur verið miðlað, þversagnakennt, með PUFA 22:6n-3, sem þrátt fyrir mikla oxunmöguleiki, er einnig óbeinn andoxunarmiðill sem örvar tjáningu andoxunarefniskerfi og tengdar leiðir [36]. Þetta gæti útskýrt betri verndun áhrifannaöldrunar og taugahrörnunarsjúkdóma sem klassískt er kenndur við litla heila [26,27]. Minniháttar en marktækar breytingar greindust á fitusýrum við öldrun,með umfangsmeiri breytingum sem sjást í litla heila (hækkað MUFA og minnkaðPUFA innihald) í mótsögn við framhliðarberki, sem sýndi viðvarandi samsetningustaðsetning allan fullorðinsaldur rotta. Þessar athuganir eru í samræmi við fyrrirannsóknir á rottum [15], sem og mönnum [37–40], sem bendir til þess að viðhalda fitusýrustig allan lífstíma fullorðinna er lykilforsenda þess að tryggja ákjósanlegasta taugafrumuheilindi og vissulega heilabyggingu og virkni. Í þessari línu eru stöðugt ástandmismunandi próteinskemmdamerki eru einnig viðvarandi á fullorðinsárum. Að styrkja þettahugmynd, breytingar á lípíðprófílum og próteinskemmdum eru tengd við upphaf ogþróun margvíslegra taugahrörnunarsjúkdóma eins og Alzheimers [3,12,41]. Mikilvægar breytingar sáust einnig með lipidomics nálgun. Hins vegar eru þessarbreytingar eru aftur smávægilegar þar sem þær eru um 10 prósent (60 af 665 lípíðtegundum fyrirlitla heila og 81 af 763 fyrir framal heila) á greindum lípíðum fyrir bæði rottuheilasvæða á öldrun, en með andstæðum breytingum í sumum tilfellum milli svæða, ogmeð hluta og afturkræfum áhrifum frá MetR. Á heimsvísu virðist heilinn vera þaðverða fyrir meiri áhrifum af öldrunarferlinu, en framhliðarberki sýnir meiri breytingarsamkvæmt mataræði sem notað er. Merkilegt nokk, þeir lípíðflokkar sem höfðu mest áhrif voru, fyrir bæði svæði,eter-tríasýlglýseról, díasýlglýseról, fosfatidýletanólamín N-metýlerað, alkenýlPE (plasmalógen), keramíð og kólesterólesterar. Breytingarnar sem komu fram á þessum lípíðumflokkar krefjast sérstakrar athygli vegna þess að efnaskiptaferlar og frumukerfiað baki þeim getur skipt sköpum í öldrun heilans.

Það eru fjórir virkniflokkar sem tengjast mismunandi lípíðflokkumtifified: lífmyndun byggingahluta himnu, líforku, andoxunarefnitection og lífvirk lípíð. Þannig eru díacýlglýseról og keramíð hluti af frumuhimnur (sérstaklega staðsettar í lípíðflekum) og lípíðmiðlar sem taka þátt ístjórnun á breiðum fjölbreytileika frumuferla og ferla, þar á meðal próteinkínasastarfsemi, skipulag frumubeina, lifun frumna, sjálfsát og stjórn á taugafrumumsamskipti, meðal nokkurra annarra [42–45]. Plasmalógen eru byggingarhlutir frumnahimnur sem einnig gegna hlutverki í myndun og stöðugleika lípíðfleka örléna,sem og í fjölbreyttri frumustarfsemi, þar með talið kólesterólflutningi, himnusamrunatilvikum,og blöðruvirkni [46,47], en þau hafa líka andoxunareiginleika [46] sem hjálpa tilviðhalda heilleika himnunnar. Þessi andoxunareiginleiki er líklega einnig deilt af eterþríasýlglýseról (TG-O), en á stigi fitudropa; tilvist þessa lípíðflokks í rottumheili var auðkenndur í fyrsta skipti í þessu verki. Tríasýlglýseríð og kólesterýlesterareru líforkusambönd sem mynda fitudropana og þau eru einnig til staðar ítaugafrumur [48]. Það er í þessu samhengi sem við leggjum til að tilvist eter-tríasýlglýseríðaí fitudropum hefur andoxunareiginleika sem varðveitir heilleika þessarar fitugeymslufrumulíffæri. Að lokum er fosfatidýletanólamín N-metýlerað undanfari lífmyndunaraf fosfatidýlkólíni, byggingarhluta í frumuhimnum, í viðbragðsmiðluðumeð fosfatidýletanólamíni-N-metýltransferasa, sem notar umbrotsefni sem myndast ímetíónín hringrásin sem hvarfefni [49]. Breytingarnar sem komu fram við öldrun hjá mismunandi lípíðtegundum benda til þátttöku,að meira eða minna leyti tiltekinna frumustarfsemi sem tengist byggingu himnunnar,líforku, andoxunarvörn og frumuboð. Bæði svæðin, heilinn ogennisberki, tap á andoxunarefnum, rýrnun líforkukerfa,aukið keramíðinnihald og gallar í díacýlglýseról-fosfatidsýruboðumbraut. Aftur á móti hefur öldrun einnig mismunandi áhrif á litla heila og framheilaberki, meðlífmyndun fosfatidýlkólíns úr metýleringu fosfatidýletanólamíns(hækkað í litla heila, en minnkað í framberki) og kólesterýl ester innihald (minnkað í litla heila og aukið í framberki) sem er aðal millisvæðasundurliðun fannst. Metíónín takmörkun, sem inngrip gegn öldrun sem beitt er í gömlumaldur, snýr að hluta til við breytingum af völdum öldrunar. Þannig virðist MetR í litla heilatil að snúa við breytingum á glýserólípíðum (sérstaklega eter-tríacýlglýserólum), plasmalógenum ogfosfatidýletanólamín N-metýlerað; á meðan hann er í framberki, helst MetRhefur einnig áhrif á fofatidýletanólamín N-metýlerað, keramíð og kólesterýl estera.Greining umbrotsefna er enn flöskuháls LC-MS-undirstaða umbrotsefna/fituefnafræðirannsóknir og hefur nokkrar takmarkanir [50]. Opinberir gagnagrunnar eru enn ófullkomnir og nokkrirefnasambönd hafa ekki tengt MS/MS litróf. Ennfremur, mest af comSpáð er fyrir tiltæka punda MS/MS litróf. Í rannsókn okkar, 90 prósent af athugasemdum efnasamböndumsamsvaraði tveimur eða fleiri forsendum samkvæmt Metabolomics Standards Initiative [29], enflestar þeirra (60 prósent) eru orðaðar út frá nákvæmum massa og varðveislutíma vegna þess að það er tilekkert tiltækt MS/MS litróf í opinberum gagnagrunnum.Við getum ályktað að heili rotta og framheilaberki hafi skilvirka aðferðtil að varðveita flestar fituefni frumuhimnunnar á fullorðinsaldritil þess að viðhalda uppbyggingu heilans og starfsemi, og að hluti af litlu breytir þvíá sér stað við öldrun getur snúist að hluta til við með takmörkun metíóníns sem beitt er ígamall aldur.

Heimildir

1. Sastry, PS Lipíð taugavefs: Samsetning og efnaskipti.Prog. Lipid Res.1985, 24, 69–176. [CrossRef] 

2. Piomelli, D.; Astarita, G.; Rapaka, leiðarvísir RA taugavísindafræðings um fitusjúkdóma.Nat. Séra Neurosci.2007, 8, 743–754. [CrossRef] [PubMed] 

3. Naudí, A.; Cabré, R.; Jové, M.; Ayala, V.; Gonzalo, H.; Portero-Otín, M.; Ferrer, I.; Pamplona, ​​R. Lipidomics af öldrun heilans mannaog meinafræði Alzheimerssjúkdóms.Alþj. Séra Neurobiol.2015, 122, 133–189. [PubMed] 

4. Purdon, AD; Rosenberger, TA; Shetty, HU; Rapoport, SI Orkunotkun með fosfólípíðumbrotum í spendýrumheila.Neurochem. Res.2002, 27, 1641–1647. [CrossRef] 

5. Hagen, RM; Rodriguez-Cuenca, S.; Vidal-Puig, A. Allostatic stjórn á himnulípíðsamsetningu með SREBP1.FEBS Lett.2010, 584, 2689–2698. [CrossRef] 

6. Aviram, R.; Manella, G.; Kopelman, N.; Neufeld-Cohen, A.; Zwighaft, Z.; Elimelech, M.; Adamovich, Y.; Golik, M.; Wang, C.;Han, X.; o.fl. Fitugreiningar sýna tímabundið og staðbundið fituskipulag og afhjúpa daglegar sveiflur í innanfrumufrumulíffæri.Mol. Cell2016, 62, 636–648. [CrossRef] 

7. Khrameeva, E.; Kurochkin, I.; Bozek, K.; Giavalisco, P.; Khaitovich, P. Lipidome þróun í spendýravef.Mol. Biol. Evol.2018, 35, 1947–1957. [CrossRef] 8. Jové, M.; Mota-Martorell, N.; Pradas, I.; Galo-Licona, JD; Martín-Gari, M.; Óbis,È.; Sol, J.; Pamplona, ​​R. The lipidome fifingrafaraf langlífi.Sameindir2020, 25, 4343. [CrossRef] 9. Almeida, I.; Magalhães, S.; Nunes, A. Lipids: Lífmerki um heilbrigða öldrun.Lífræktarfræði2021, 22, 273–295. [CrossRef] 10. De Diego, I.; Peleg, S.; Fuchs, B. Hlutverk lípíða í öldrunartengdum efnaskiptabreytingum.Chem. Phys. Lipíð2019, 222, 59–69. [CrossRef]