學(xué)者簡(jiǎn)介

房中則

本文通信作者。天津醫(yī)科大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，天津醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院副院長(zhǎng)，國(guó)家預(yù)防醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心常務(wù)副主任，衛(wèi)生毒理與衛(wèi)生檢驗(yàn)檢疫系主任，天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院兼聘PI，主要研究方向?yàn)椤按x毒理學(xué)”、“代謝流行病學(xué)”以及“代謝物監(jiān)測(cè)的可穿戴生物傳感器的開發(fā)及醫(yī)學(xué)應(yīng)用”。天津市千人計(jì)劃專家，天津市特聘教授，天津市創(chuàng)新推動(dòng)領(lǐng)軍人才，天津市高校中青年骨干創(chuàng)新人才，天津市131人才，天津醫(yī)科大學(xué)卓越人才PI。中國(guó)生物物理學(xué)會(huì)腸道菌群分會(huì)秘書長(zhǎng)、中國(guó)環(huán)境誘變劑學(xué)會(huì)理事、中國(guó)毒理學(xué)會(huì)青年理事會(huì)常務(wù)理事、天津預(yù)防醫(yī)學(xué)會(huì)毒理學(xué)分會(huì)主任委員。近年來獲得國(guó)家科技部精準(zhǔn)醫(yī)療重大專項(xiàng)、國(guó)家科技部“發(fā)育編程及其代謝調(diào)節(jié)”專項(xiàng)、“生物大分子與微生物組”專項(xiàng)和大氣專項(xiàng)、國(guó)家衛(wèi)健委肝病和傳染病重大專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金重大研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目及面上項(xiàng)目、天津市組織部人才項(xiàng)目基金、天津市科委面上基金、天津市衛(wèi)計(jì)委專項(xiàng)基金等多項(xiàng)基金的資助。作為牽頭人和共同發(fā)起人建立了天津妊娠糖尿病隊(duì)列、天津兒童青少年生長(zhǎng)發(fā)育隊(duì)列、吉林梅河口自然人群隊(duì)列等多個(gè)人群隊(duì)列。在The Lancet Diabetes & Endocrinology，The Lancet Public Health，eBiomedicine，Nano Energy，Journal of Advanced Research，Chemical Engineering Journal，Metabolism，F(xiàn)ood Chemistry，Environmental Pollution，The American Journal of Clinical Nutrition，The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism等國(guó)際相關(guān)領(lǐng)域權(quán)威學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表SCI論文150余篇，發(fā)表論文總引用5000余次，人衛(wèi)出版社預(yù)防醫(yī)學(xué)專業(yè)《毒理學(xué)基礎(chǔ)》（第八版）編委、科學(xué)出版社“十四五”研究生規(guī)劃教材《隊(duì)列研究：理論與實(shí)踐》、《毒理學(xué)原理與方法》編委。多次為Science等國(guó)內(nèi)外知名雜志作述評(píng)專家，獲得省部級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)兩項(xiàng)。

研究背景

代謝組學(xué)可敏感捕捉機(jī)體在臨床前期的代謝變化，為慢性病診斷和衰老機(jī)制研究提供重要線索。腦成像研究表明，多種血液代謝物與腦結(jié)構(gòu)和功能密切相關(guān)。近年來，腦齡模型的發(fā)展使我們能夠通過核磁共振成像（MRI）綜合指標(biāo)評(píng)估大腦衰老水平，腦齡差（BAG）成為衡量腦健康的重要生物標(biāo)志物。已有研究提示代謝特征可能與腦齡相關(guān)，但探討范圍有限，尤其缺乏對(duì)單個(gè)代謝物的系統(tǒng)分析。此外，阿爾茨海默病主要遺傳風(fēng)險(xiǎn)因子載脂蛋白E（APOE）ε4等位基因與代謝異常及腦衰老密切相關(guān)，其代謝改變可能在臨床癥狀出現(xiàn)前數(shù)十年即已發(fā)生。探索代謝組學(xué)與APOE基因共同作用，有助于揭示大腦衰老的新機(jī)制。

來源：Aging Cell

天津醫(yī)科大學(xué)房中則教授團(tuán)隊(duì)近日于國(guó)際知名老年病學(xué)期刊Aging Cell（中科院1區(qū)，五年IF=8.9）上發(fā)表了題為Association Between Plasma Metabolomic Profile and Machine Learning-Based Brain Age的論文。

來源：Aging Cell

研究方法

本研究基于UK Biobank數(shù)據(jù)，利用血液樣本進(jìn)行核磁共振（NMR）代謝組學(xué)分析，獲取249種代謝生物標(biāo)志物。同時(shí)結(jié)合多模態(tài)MRI的1079項(xiàng)腦結(jié)構(gòu)與功能指標(biāo)，采用機(jī)器學(xué)習(xí)模型預(yù)測(cè)大腦年齡并計(jì)算腦齡差（BAG）。研究還收集了生活方式、社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況、健康狀況及APOE基因信息，并通過多元線性回歸評(píng)估代謝物與腦齡及BAG的關(guān)系，開展亞組與交互作用分析，以確保結(jié)果穩(wěn)健。

研究結(jié)果

01

單個(gè)代謝物與腦齡及腦齡差（BAG）的關(guān)聯(lián)

研究發(fā)現(xiàn)，多種血液代謝物與大腦衰老指標(biāo)顯著相關(guān)。共有64種代謝物與腦齡相關(guān)，77種與腦齡差（BAG）相關(guān)，其中55種在兩者中均顯著。具體來看，高密度脂蛋白（HDL）中的膽固醇、膽固醇酯、磷脂及甘油三酯比例與更快的大腦衰老相關(guān)；酪氨酸、葡萄糖、ApoA1、單不飽和及飽和脂肪酸、酮體等也與更老的腦齡和更大的BAG相關(guān)。相反，谷氨酰胺、ApoB/ApoA1比值、亞油酸比例以及不同脂蛋白顆粒中的膽固醇分布則與更年輕的大腦表現(xiàn)相關(guān)。見原文圖2。

▲ 原文圖2 與腦年齡和腦年齡差距相關(guān)的代謝物

來源：Aging Cell

02

APOE ε4狀態(tài)的作用

研究發(fā)現(xiàn)，APOE ε4基因狀態(tài)對(duì)代謝物與大腦衰老的關(guān)系存在差異。在非ε4攜帶者中，有43種代謝物與腦齡相關(guān)，45種與腦齡差（BAG）相關(guān)，而在ε4攜帶者中，僅有4種代謝物與BAG顯著相關(guān)，包括亞油酸比例（LA/FA）、ω-6/FA、飽和脂肪酸比例（SFA/FA）以及大顆粒HDL中磷脂比例。其中，SFA/FA和HDL磷脂與較大的BAG相關(guān)，而LA/FA與ω-6/FA則與較小的BAG有關(guān)。見原文圖3。

▲ 原文圖3 APOE ε4基因狀態(tài)下代謝物與腦齡及BAG的關(guān)聯(lián)

來源：Aging Cell

研究結(jié)論

本研究利用多模態(tài)腦MRI構(gòu)建腦齡模型，發(fā)現(xiàn)64種代謝物與腦齡相關(guān)，77種與腦齡差（BAG）相關(guān)，涉及脂蛋白亞類、脂肪酸、葡萄糖、炎癥標(biāo)志物、酮體及酪氨酸等。進(jìn)一步分析顯示，無論是否攜帶 APOE ε4基因，脂肪酸和脂蛋白亞類與腦齡的關(guān)聯(lián)均保持一致。研究結(jié)果提示，這些代謝物可作為潛在生物標(biāo)志物，為未來探索脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)、能量代謝與大腦健康之間的復(fù)雜關(guān)系提供重要線索。

基金資助及作者

該研究由國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2021YFA1301202）和國(guó)家自然科學(xué)基金（82473677, 82273676, 32400963, 92357305）等多項(xiàng)基金資助完成。

李洋

本文第一作者，天津醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院博士研究生。研究方向?yàn)槎嗑S度暴露因素對(duì)慢性代謝性疾病的流行病學(xué)研究。以第一作者在

Aging cell

The journals of gerontology: Series A

Journal of diabetes research

Frontiers in endocrinology

Acta diabetologica

王嬌

本文共同第一作者，四川大學(xué)華西醫(yī)院，博士后，醫(yī)學(xué)博士。研究方向聚焦于認(rèn)知障礙的流行病學(xué)與生物學(xué)機(jī)制。主持國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目及省部級(jí)面上項(xiàng)目各一項(xiàng)，以第一作者

Alzheimer's Dementia

JAMA Psychiatry

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Neurology

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