ヒト血漿における生理的老化のメタボロームシグネチャー

A metabolomic signature of decelerated physiological aging in human plasma.

抄録

加齢に伴う退行過程は、疾病や健康障害のリスクを増大させる。一方、健康的な長寿を促進するために老化を標的とした介入が、学術的にも一般的にも関心を集めている。栄養的、身体的介入が存在する一方で、その有効性を判断することはしばしば困難である。そのため、生物学的な老化プロセスを測定するエイジングスコアを、より多くの人々が利用できるようにすることが不可欠である。しかし、シンプルで、解釈しやすく、利用しやすい生物学的老化のスコアは不足しています。そこで、我々は、加齢プロセスに影響を与える、あるいは加齢プロセスを反映する5つのパラメータ（①1日の平均歩数、②血糖値、③収縮期血圧、④性別、⑤年齢）に基づく生理学的加齢スコアPhysiAgeを開発した。ここでは、暦年齢のみと比較して、PhysiAgeは死亡率、およびNADレベルの低下、酸化ストレスの増加、身体機能の低下などの確立された筋老化マーカーをよりよく予測することがわかった。PhysiAgeが加齢の減速に関連する因子を同定するのに有用であることを実証するために、高齢者コホートのPhysiAgeを計算し、各個人の質量分析ベースの血漿メタボロームプロファイルを得た。その結果、TCAサイクルの構成要素であるリンゴ酸、クエン酸、イソクエン酸などの代謝シグネチャーが同定された。これらの代謝物の存在量が多いほど老化が促進されることがわかり、モデル生物におけるサプリメント研究と一致した。PhysiAgeは、人々が自分の老化の軌跡を追跡し、それに介入するための利用しやすい方法であり、ヒトの血漿中の老化を加速する代謝シグネチャーを同定し、ヒトの老化との因果関係をさらに研究することができる。

The degenerative processes that occur during aging increase the risk of disease and impaired health. Meanwhile, interventions that target aging to promote healthy longevity are gaining interest, both academically and in the public. While nutritional and physical interventions exist, efficacy is often difficult to determine. It is therefore imperative that an aging score measuring the biological aging process is available to the wider public. However, simple, interpret, and accessible biological aging scores are lacking. Here, we developed PhysiAge, a physiological aging score based on five accessible parameters that have influence on or reflect the aging process: (1) average daily step count, (2) blood glucose, (3) systolic blood pressure, (4) sex, and (5) age. Here, we found that compared to calendar age alone, PhysiAge better predicts mortality, as well as established muscle aging markers such as decrease in NAD levels, increase in oxidative stress, and decline in physical functioning. In order to demonstrate the usefulness of PhysiAge in identifying relevant factors associated with decelerated aging, we calculated PhysiAges for a cohort of aged individuals and obtained mass spectrometry-based blood plasma metabolomic profiles for each individual. Here, we identified a metabolic signature of decelerated aging, which included components of the TCA cycle, including malate, citrate, and isocitrate. Higher abundance of these metabolites was associated with decelerated aging, in line with supplementation studies in model organisms. PhysiAge represents an accessible way for people to track and intervene in their aging trajectories, and identifies a metabolic signature of decelerated aging in human blood plasma, which can be further studied for its causal involvement in human aging.