Cell Metabolism重磅：南加州大学绘制超全面小鼠衰老代谢图谱

随着人类寿命延长，与年龄相关的疾病也日益增多，其中许多疾病都与代谢紊乱有关。然而，衰老过程中多个器官的代谢变化目前尚不清楚。

2025年11月25日，来自美国南加州大学凯克医学院等研究团队在Cell Metabolism杂志发表题为“A metabolic atlas of mouse aging”的文章。

该研究分析了5个不同年龄段雄性和雌性小鼠12个器官的代谢变化，并构建了器官特异性代谢衰老时钟，用于识别衰老的代谢驱动因素。

此外，研究还发现羟脯氨酸水平降低是12个器官中11个器官衰老的标志，并且羟脯氨酸在人胰腺中也随年龄增长而降低，强调了本研究具有跨物种的适用性。

为了分析小鼠生命周期中器官代谢的变化，研究人员对来自5个不同年龄段小鼠（青春期（1月龄）、青年期（3月龄）和老年期（18、21和24月龄））的12个器官进行了靶向代谢组学分析，检测到多种代谢物，其中膀胱中检测到的代谢物最多，血浆中最少。几乎一半检测到的代谢物存在于所有器官中，而 15 种代谢物仅在一种器官中发现。

进一步分析发现，每种器官在衰老过程中代谢变化是独特的。例如，在胸腺衰老过程中，检测到的代谢物中有44.2%至少发生了一次显著的倍数变化，而大脑中仅有7.6%的代谢物发生显著变化。汇总所有器官的比较结果后发现，与1月龄小鼠相比，老年小鼠5892个代谢物比较中有57%的水平降低。

此外，通过对每个器官中各年龄段雄性和雌性代谢物丰度比值进行了排序，发现不同器官间代谢的性别特异性变化模式也存在差异。例如，心脏在所有年龄段均表现出性别差异，脾脏在青春期则无差异，而1月龄雄性和雌性肾脏的代谢相似，但在3月龄时开始出现差异。

紧接着，研究人员鉴定了衰老过程中变化最大的代谢物。发现反式-4-羟脯氨酸（羟脯氨酸）在整个生命周期中变化最为稳定，在12个器官中的11个器官中均呈下降趋势。值得指出的是，肺组织中的衣康酸含量随年龄增长而显著增加，脾脏和胸腺中的衣康酸含量也呈现类似的增长趋势。

最后，研究人员开发了代谢衰老时钟，用以识别每个器官潜在的代谢衰老驱动因素。在构成单一代谢物血浆时钟的14种代谢物中，鉴定出一种潜在的衰老机制驱动因子——AKG，与年轻小鼠相比，老年小鼠的血浆AKG水平降低。然而，AKG 治疗后几乎没有即时的代谢变化，这表明 AKG 是通过长期的代谢重编程发挥其积极作用的。

此外，研究人员在所有12个器官中都检测到了卡谷氨酸，并且其在多个器官中的含量随年龄增长而降低，这表明卡谷氨酸可能在哺乳动物中合成，并与衰老相关，但仍需进一步研究以揭示卡谷氨酸在衰老过程中的潜在作用。

总而言之，该研究描述了雄性和雌性小鼠在5个不同年龄段的12个器官的代谢变化，指出了器官和性别特异性的代谢衰老模式，构建了代谢衰老时钟以识别潜在的衰老代谢驱动因素，包括羟脯氨酸和卡谷氨酸。这项工作也为其他研究年龄和性别特异性过程及疾病的研究提供了参考。

参考文献：

https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(25)00476-0