史丹佛大學科學家發現健康、疾病和老化的新指標:脂質
人類基因組定序帶來了一場醫學革命,但科學家很快就意識到,單憑基因藍圖並不能顯示人體的活動。這就需要了解蛋白質體–由我們的基因表現的所有蛋白質,它們構成了執行人體大部分功能的細胞機器。現在,另一組被稱為脂質體的分子–我們體內的所有脂質正在填補人體生理的更多細節。 人體脂質體包括人體的所有脂質,由於其在人體生理中的作用,特別是受飲食和腸道微生物的直接影響,以及其在疾病幹預方面的潛力,尤其是在第2型糖尿病等疾病中的作用,正日益受到關注。最近的一項研究對脂質體進行了深入研究,揭示了脂質體與胰島素抗性、老化和對感染的反應等健康指標的關係,以及脂質體在預測生物老化和指導健康幹預方面的潛力。 脂質是一大類脂肪或油性小分子,包括三酸甘油酯、膽固醇、荷爾蒙和一些維生素。在我們體內,它們構成細胞膜,充當細胞信使,並儲存能量;它們在應對感染和調節新陳代謝方面發揮關鍵作用。我們的基因組基本上是穩定的。我們的蛋白質組雖然受到健康和環境的影響,但在很大程度上取決於基因的編碼。相較之下,我們的脂質體可以直接改變,部分原因是我們吃了什麼以及哪些微生物生活在我們的腸道內,這使得脂質體更具可塑性,也許對幹預措施更敏感。但是,脂質分子的數量和種類(至少有數千種)使它們難以研究。史丹佛大學W. Ascherman 醫學博士、FACS 遺傳學教授Michael Snyder 博士說:”脂質的研究非常不足。它們參與了身體幾乎所有的過程,但由於它們的異質性很強,而且數量眾多,我們可能並不知道大多數脂質的真正作用。”斯奈德實驗室的一項新研究於9月11日發表在《自然-代謝》(Nature Metabolism)雜誌上,這是第一批深入研究人類脂質體並追蹤其在健康和疾病條件下如何變化的研究,尤其是在第2型糖尿病的發病過程中。對100 多名參與者(包括許多醣尿病高風險族群)進行了長達9 年的追蹤研究,健康時每三個月提供一次血液樣本,患病時每隔幾天提供一次血液樣本。研究人員利用質譜技術(透過分子質量和電荷分離化合物),對大約800 種脂質及其與胰島素抗性、病毒感染、老化等的關係進行了編目。研究人員發現,雖然每個人的脂質體都有一個獨特的特徵,而且隨著時間的推移保持穩定,但某些類型的脂質會隨著人們的健康狀況發生可預測的變化。例如,半數以上編入目錄的脂質與胰島素抗性有關–當人體細胞無法利用胰島素從血液中攝取葡萄糖時,就會導致第2型糖尿病。雖然胰島素阻抗可以透過測量血糖來診斷,但了解脂質體的變化有助於發現起作用的生物過程。斯奈德實驗室的前博士後、該研究的共同第一作者丹尼爾-霍恩伯格博士說:”與疾病相關的每個分子都有機會告訴我們更多的機制,並可能成為影響疾病進展的靶點。”研究人員也發現了200 多種在呼吸道病毒感染過程中會發生波動的脂質。這些脂質水平的上升和下降與感染早期機體較高的能量代謝和發炎反應相匹配,可能預示著疾病的發展軌跡。胰島素抗性患者對感染的這些反應出現了一些異常,對疫苗接種的反應也較弱。參與者的年齡跨度很大,從20歲到79歲不等,研究時間也很長,這使研究人員得以觀察脂質體是如何隨著老化而變化的。他們發現,大多數脂質如膽固醇都會隨著年齡的增長而增加,但少數脂質,包括歐米茄-3 脂肪酸,卻會隨著年齡的增長而減少。此外,脂質體的這些老化跡象並不是每個人身上都以同樣的速度出現。例如,胰島素阻抗似乎會加速這些跡象的出現。這項研究的共同第一作者、斯奈德實驗室的另一位前博士後Si Wu 博士說:”這就提出了一個有趣的問題:脂質圖譜是否可以預測一個人的生物衰老是更快還是更慢。”吳說,另一個令人驚訝的發現是,某些類脂(如醚鍵磷脂酰乙醇胺,被認為是抗氧化劑並參與細胞信號傳導)與健康狀況的改善密切相關。它們可能是監測健康狀況的新方法的候選物質,甚至可以作為膳食補充劑。接下來,斯奈德的實驗室希望根據這項廣泛調查的線索,研究特定脂質與生活方式改變之間的相關性。