大量研究表明,衰老是多数慢性疾病的最大危险因素,这些疾病包括:肿瘤、高血压、冠心病、慢性支气管炎、肺炎、胆囊病、前列腺肥大、股骨骨折与糖尿病等。
韩国研究人员发现了一种新的信号通路,可以促进与衰老有关的慢性代谢疾病。
浦项工科大学生命科学系教授金钟京(音译)和高丽大学生命科学系教授具承会(音译)、韩国基础科学研究院首席研究员黄金淑(音译)表示,发现了BCAA代谢途径因衰老而受损,导致脂肪细胞功能失调和慢性代谢紊乱的新机制。该研究结果发表在24日(英国伦敦当地时间)的《Nature Aging》杂志(IF=16.6)上。
脂肪细胞在控制能量代谢稳态中起着关键作用。这些细胞与前脂肪细胞和组成脂肪组织的各种免疫细胞一起经历细胞衰老。从这些细胞释放的衰老相关分泌表型(SASP)加速衰老并降低脂肪组织的功能。因此,脂肪在肝脏和肌肉细胞中积累,导致代谢紊乱,最终减少健康寿命。
具承会教授组在之前发表在《自然通讯》上的研究中发现,CRTC2的过度激活会导致胰岛素抵抗、脂肪肝和肥胖。然而,到目前为止,还没有研究发现探讨脂肪细胞中CRTC2对衰老及其相关疾病的影响。
最近的这项研究首次证实,由于衰老导致的脂肪CRTC2增加加速了细胞衰老,导致脂肪细胞功能丧失和衰老相关的慢性代谢紊乱。CRTC2降低脂肪细胞中PPAR γ的表达,并损害支链氨基酸(BCAA)的分解代谢。因此,代谢组-转录组的复合分析显示,雷帕霉素复合物(mTORC1)的机制靶点被激活。mTORC1激活增加触发细胞衰老,控制线粒体止血,从而加速衰老。
单细胞转录组数据分析显示,老年小鼠脂肪细胞的SASP增加,尤其是il -1 β和tnf - α。这通过抑制前脂肪细胞分化能力和免疫细胞调节导致脂肪组织重塑。值得注意的是,从脂肪细胞中去除CRTC2的小鼠显示出BCAA-mTORC1轴的有限激活,最终抑制了与衰老相关的慢性代谢紊乱的发展。这表明可以通过控制CRTC2或BCAA分解代谢来减缓衰老。
具承会教授就此次研究的意义表示:“利用最新的聚合组学技术,首次揭示了因衰老导致脂肪细胞中CRTC2增加,导致细胞衰老和代谢紊乱的主要原因BCAA分解代谢受损的事实。”因此,选择性抑制CRTC2或激活脂肪细胞中的PPAR γ可能具有抑制衰老和延长健康寿命的潜力。”
本研究得到了科学和信息通信技术部下属的韩国小鼠表型中心项目和韩国国家研究基金中期研究员项目,以及国家科学技术研究委员会先进设备多组学大数据融合平台建设项目和生物研究资源利用基金建设项目的支持。
文章标题
Impaired BCAA catabolism in adipose tissues promotes age-associated metabolic derangement
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