Differential Analysis of Aging by Sex Using Correlation Analysis of Primary Metabolites

Význam tématu

Stárnutí populace přináší změny v metabolických procesech, které ovlivňují riziko chronických onemocnění. Analýza primárních metabolitů v krvi seniorů pomáhá pochopit mechanismy související s věkem i pohlavím a podporuje vývoj cílených diagnostických a terapeutických přístupů.

Cíle a přehled studie

Studie se zaměřila na kvantifikaci primárních metabolitů v séru zdravých jedinců ve věku 70–85 let (5 mužů, 5 žen) pomocí GC-MS. Cílem bylo odhalit věkem a pohlavím podmíněné rozdíly v hladinách metabolitů za využití statistického softwaru Multi-omics Analysis Package pro chronologické a korelační analýzy.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky séra byly připraveny dle Metabolomics Preprocessing Handbook a analyzovány na GC-MS GCMS-TQ™8040 NX v režimu Multiple Reaction Monitoring.
Součástí workflow byly:

• Smart Metabolites Database™ Ver.2 pro kalibrace a identifikaci 604 sloučenin během 37 minut měření
• Multi-omics Analysis Package pro vizualizaci multivariační analýzy, programové zobrazení metabolických cest, chronologické a korelační analýzy

Hlavní výsledky a diskuse

Ze 604 měřených metabolitů bylo ve všech vzorcích detekováno 243 sloučenin. Při projekci na metabolickou mapu byly identifikovány výrazné změny v hladinách glutamátu:

• U žen hladina glutamátu s věkem rostla, u mužů byla spíše klesající
• Korelační analýza ukázala silnou vazbu glutamátu s kreatininem (R=0,93), střední vazbu s glutaminem (R=0,46) a minimální se spermínem (R=0,10)

Dynamika těchto metabolických změn odráží pohlavně specifickou regulaci energetického a oxidačního metabolismu.

Přínosy a praktické využití metody

Platforma kombinuje vysoce citlivou kvantifikaci GC-MS s intuitivním zobrazením dat v metabolických dráhách, čímž usnadňuje detekci biomarkerů a podporuje rozhodování v gerontologickém výzkumu i rutinní laboratorní praxi QA/QC.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření multi-omics integrace zahrnující genomiku a proteomiku, vylepšení databází pro přesnější identifikaci nových sloučenin a nasazení strojového učení pro automatizaci interpretací metabolických profilů ve zdravotnických aplikacích personalizované medicíny.

Závěr

Aplikace GCMS-TQ™8040 NX a Smart Metabolites Database™ Ver.2 ve spojení s Multi-omics Analysis Package efektivně odhalila pohlavně i věkem podmíněné rozdíly primárních metabolitů v séru seniorů. Přístup nabízí rychlý a validní nástroj pro hlubší vhled do stárnutí na molekulární úrovni.

Reference

1. 高齢者の代謝特性 [Metabolic characteristics of the elderly], 上垣佐登子, Surg. Metab. Nutr. 52(1), 2023.
2. 第6回 年を重ねると「健康状態」はどのように変化するのか [Part 6: How does your health change as you age?], 日本生命, 2023.
3. Pretreatment Procedure Handbook for Metabolite Analysis, Shimadzu Corporation, 2023.
4. 高齢者とグルタミン酸機能 [Elderly and Glutamate Function], 橋本謙二, 2023.
5. Sex Differences in Psychiatric Disease: A Focus on the Glutamate System, Megan Wickens, 2023.
6. Use of serum creatinine concentrations to determine renal function, T D Bjornsson, 2023.
7. アンチエイジングの本命＝高ポリアミン食 [Anti-Aging Favorite: High-Polyamine Diet], 自治医科大学大宮医療センター, 2023.