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10年以上肌肉力量纵向下降的代谢组学特征

摘要

背景

骨骼肌是神经肌肉骨骼系统的重要组成部分,在经常受到骨关节炎(OA)影响的滑膜关节的结构和功能中起着不可或缺的作用。本研究的目的是确定基于社区的塔斯马尼亚老年人队列(TASOAC)在10年内肌肉力量纵向下降的基线代谢组学特征。

方法

研究参与者是来自TASOAC的50-79岁的个体。分别在基线、2.6、5和10年随访点测量握力、膝关节外伸和腿部力量。随访2.6年时采集空腹血清样本,使用TMIC Prime代谢组学分析方法进行代谢组学分析。在控制年龄、性别和BMI后,使用广义线性混合效应模型来确定与10年内肌肉力量下降相关的代谢物。显著性水平定义为αBonferroni法对129种代谢物进行多次检测校正后=0.0004。此外,进行了全基因组关联研究(GWAS)分析,以探索遗传因素是否解释了所确定的代谢组学标记物与10年以上肌肉力量纵向下降之间的关联。

结果

共纳入409名老年人(其中50%为女性)。平均年龄60.93±6.50岁,平均BMI 27.12±4.18 kg/m2在基线。肌肉力量每年分别下降0.09 psi、0.02 kg和2.57 kg(握力、膝关节伸展和腿部力量)。在测量的143种代谢物中,有129种通过了质量检查并被纳入分析。我们发现血液中不对称二甲基精氨酸(ADMA)水平的升高与握力的减少有关(p=0.0003)和膝关节伸展力(p=0.008)超过10年。GWAS分析发现有一个SNP与rs1125718相邻WISP1基因与ADMA水平相关(p= 4.39 * 108).此外,我们发现血清尿酸浓度的增加与10年来腿部力量的下降显著相关(p= 0.0001)。

结论

我们的研究结果表明,基线时血清ADMA和尿酸升高与年龄依赖性肌肉力量下降有关。随着时间的推移,它们可能是防止肌肉力量丧失的新目标。

背景

骨骼肌是神经肌肉骨骼系统的重要组成部分[1].随着年龄的增长,骨骼肌质量和力量的损失会增加。2].与年龄相关的肌肉无力和萎缩,称为肌肉减少症,是衰老的最早迹象之一,是一种重要的老年疾病[3.]与若干健康和社会经济后果有关[4].肌肉无力和消瘦会增加跌倒、骨折的风险[5]、功能丧失和老年人残疾[6].此外,研究发现肌肉量的损失与2年多来胫骨内侧和外侧软骨损失的增加有关[7].髋关节骨性关节炎患者有下肢肌肉力量和体积缺陷[8].我们最近对骨性关节炎内窥型的研究也表明,丁基肉碱水平升高所表明的肌肉无力可能是部分骨性关节炎患者的原因[9].因此,了解与年龄相关的肌肉力量下降的潜在机制将为制定干预策略以改善老年人的生活质量提供途径。

代谢物是影响或受遗传、生活方式和环境变化影响的细胞过程的最终产物。因此,它们的浓度提供了有关所观察到的表型生理状态的功能信息[10].代谢组学分析的最新进展为测量不同的细胞或体液代谢物提供了新的机会,这已经提高了我们对代谢背后的分子机制以及相应的人类特征和疾病的认识[11].在这项研究中,我们在一个完善的以社区为基础的塔斯马尼亚老年队列(TASOAC)研究中,调查了与10年期间肌肉力量纵向下降相关的基线代谢组学特征。

方法

研究参与者

该研究是TASOAC研究的一部分,TASOAC研究是一项前瞻性的、基于人群的研究,旨在确定与OA相关的环境、遗传和生化因素[12].研究人员从澳大利亚塔斯马尼亚州南部的选民名册中随机选择年龄在50-79岁之间的老年人,并提供书面知情同意书[12].

人口统计信息

通过自填问卷获得人口统计学、关节症状和日常体育活动信息,并在临床访谈中测量包括身高和体重在内的人体测量数据[12].提供基线年龄,用体重(公斤)除以身高(米)的平方计算身体质量指数(BMI)。

肌肉力量测量

在基线、2.6、5和10年随访时间点进行握力、膝关节伸展和腿部肌肉力量测量。手握力测量使用气动灯泡测功机(北海岸TM灯泡功率计;成人0-30 psi,型号no.70154)。参与者笔直地坐在椅子上,肘部与测力仪呈90°角,另一只手臂放在膝盖上[1314].每只手交替进行两次测试,两次测试之间休息30秒,并在分析中使用最接近磅每平方英寸(psi)的平均分[13].

用膝关节伸肌的等距收缩量来测量主腿的膝关节伸展强度[14].受试者坐在定制的测力椅上,椅背上连接着一个100公斤重的口袋天平,臀部和膝盖呈90°角。他们被要求在整个测试过程中保持背部挺直并抓住椅子。一根带子被放置在参与者外踝上方10厘米处,并连接到测力仪上,记录当参与者试图伸展他们的腿时的最大收缩力。测量两次,分析时使用平均值[14].

使用测力仪同时测量双腿肌肉力量至最接近千克(TTM肌肉测量仪,日本东京)[14].研究对象坐在测功机平台的背面,膝盖弯曲115°角,背部靠在墙上[14].然后,参与者被指示用他们的腿,头部和颈部不变的情况下,将测功机杆举起到最大收缩力。测量两次,然后使用最佳读数进行分析[14].

代谢分析

在至少8小时禁食后的2.6年随访点采集血液样本,并将血清从血液中分离出来,保存在−80°C下,直到分析。我们使用这个时间点收集的样本,因为基线收集的样本已经耗尽。这是距离基线最近的时间点,可以作为基线的替代物。使用TMIC主要代谢组学分析方法进行了靶向代谢分析,该方法定量了143种化合物,包括40种酰基肉碱,25种氨基酸及其衍生物,23种生物胺,一种胺氧化物,一种羧酸,一种单糖,17种有机酸,34种磷和鞘脂,以及一种维生素和辅助因子(补充表)1).分析在代谢组学创新中心(TMIC)进行,使用AB SCIEX QTRAP®4000质谱仪(SCIEX Canada, Concord, ON, Canada),配备Agilent 1260系列超高性能液相色谱(UHPLC)系统(Agilent Technologies, Palo Alto, CA, USA)。使用分析软件1.6.2 (Concord, ON, Canada)控制整个检测流程,代谢物浓度以μM为单位报告。代谢产物的变异系数(CV)在1.16 ~ 15.93%之间。

统计分析

作为代谢组学研究的标准做法,在超过10%的样品中,缺失值或浓度低于检测限(LOD)的代谢物被从分析中移除,以尽量减少假阳性结果[15].然后,对代谢物浓度进行对数变换,并用于后续分析。平均手握力是从右手和左手握力测量中计算出来的,并用于分析。在R包nlme中实现了广义线性混合效应模型的限制极大似然方法[16]用于鉴定与10年内手握力、膝关节伸展和腿部肌肉力量纵向下降相关的代谢物。在多元回归模型中引入每个代谢物与随访时间变量之间的相互作用项,作为肌肉力量纵向变化的预测因子,相互作用项的beta系数被解释为与给定代谢物浓度单位相关的随访时间内肌肉力量每年的变化率。

分别利用y截距(样本id)和斜率(随访时间内肌力降低)的随机效应来解释研究设计中隐含的研究对象之间和研究对象内部的额外变化。根据年龄、性别和BMI作为潜在混杂因素对分析进行了调整,如下图所示为我们分析的线性混合效应模型方程:

$${\displaystyle \begin{数组}{l}\mathrm{库}\左(\mathrm{nlme}\右)\\ {}\mathrm{lme}\左(\mathrm{肌肉}\ \mathrm{强度}\sim \mathrm{follow}-\mathrm{上}\ \mathrm{时间}+\mathrm{性}+\mathrm{年龄}+\mathrm{BMI}\右。\\ {}+\mathrm{代谢物}+\left(\mathrm{follow}-\mathrm{上}\ \mathrm{时间}\ast \mathrm{代谢物}\右),\\ {}\mathrm{数据}=\mathrm{TASOAC}\_\mathrm{数据},\mathrm{随机}=\sim \mathrm{follow}-\mathrm{上}\ \mathrm{时间}\mid \mathrm{SampleID},\\左。{}\mathrm{控件}=\mathrm{列表}\左(\mathrm{opt}= ' ' \mathrm{optim}"\右),\mathrm{方法}= ' ' \mathrm{REML}",\mathrm{na}.\mathrm{action}=\mathrm{na}.\mathrm{删除}\右)\end{数组}}$$

显著性水平定义为α129种代谢物Bonferroni法多次检测校正后=0.0004。

由于代谢组学分析仅在2.6年的随访点进行,且研究参与者的年龄范围为30岁左右,因此采用多元线性回归研究2.6年随访期所识别的代谢物与肌肉力量测量值的横断面相关性。

此外,对来自纽芬兰骨关节炎研究(NFOAS)的77名个体进行了全基因组关联分析(GWAS),这些个体的代谢组学和GWAS数据可从以前的研究中获得[917].使用普遍接受的GWAS显著性阈值,进行GWAS分析,以探索代谢组学标记物与10年以上肌肉力量纵向下降之间关联的潜在机制p< 5 * 10−8

结果

本研究共纳入409名受试者(其中50%为女性)。随访时间分为三个阶段,平均随访时间分别为2.60±0.40年、5.06±0.48年和10.73±0.67年。平均年龄60.93±6.50岁。1),平均BMI为27.12±4.18 kg/m2在基线。男性年龄大于女性(p=0.02),但在基线和每个随访阶段,男性和女性之间的BMI没有显著差异1).此外,男女的BMI在10年内没有显著变化(p= 0.06)。

图1
图1

直方图显示了409名研究参与者在基线时的年龄分布

表1研究参与者的特征(n= 409)

与其他纵向分析类似,我们的研究中很少有个体没有完成所有四次随访肌肉力量测量。表格2列出在基线和每个随访时间点完成握力、膝关节伸展和腿部肌肉力量测量的研究参与者的数量和百分比。

表2在每个随访时间点完成肌肉力量测量的研究参与者的数量和百分比

我们的数据显示,手的握力每年下降0.09 psi (p=0.0002),腿部肌肉力量每年减少2.57公斤(p= 8.49 * 10-15年),而每年膝关节伸展量减少0.02公斤,并无统计学意义(p=0.58),由广义线性混合影响模型估计(图;2、表3.).

图2
图2

10年随访时间内变化的拟合线图一个手握力,B膝关节伸展,以及C用nlme R包完成的线性混合回归模型估计腿部肌力,函数lme(肌力~随访时间,data=TASOAC_Data, random=~随访时间|SampleID, control=list(opt = " optim "), method= " REML ", na.action=na. ignore)灰色阴影区域为95% CI

表3整个队列肌肉力量差异(n=409),男性和女性之间的差异超过10年的随访期

此外,我们的研究结果显示,年龄越大,手握力越弱(p= 1 * 10-15年)、伸膝(p= 4.5 * 10-15年),以及腿部肌肉力量(p= 3.4 * 10-12年)(图;3.).

图3
图3

肌肉力量和研究参与者基线年龄之间的关系,一个手握力,B膝关节伸展力量,和C腿部肌肉力量变化

尽管在10年的随访时间内,男性的所有肌肉力量测量值均显著高于女性(p= 2 * 10-15年),在基线和每个随访阶段(所有p= 5.36 * 104、表3.),并无显著差异(p在10年随访期间,男女肌肉力量变化率=0.24)。4).有趣的是,在409名研究参与者中,较高的BMI与较高的膝关节伸展强度相关(p= 0.036)。

图4
图4

在10年的随访时间内,男性和女性肌肉力量的变化差异一个手握力,B膝关节伸展力量,和C腿部肌肉力量。*柱状表示95% CI

在测定的143种代谢物中,有129种通过了质量检查并纳入后续分析(补充表)2).图中的火山图。5A显示了手握力的降低与129种代谢物之间的关联结果。而有四种代谢物p<0.05,只有一种代谢物-不对称二甲基精氨酸(ADMA)在预定义的显著性水平上与握力的降低有关(p= 0.0003)。ADMA每增加log μM,手握力下降0.05±0.02 psi/年4).总二甲基精氨酸是与握力降低相关的第二大代谢物,但是p值(p=0.0006)未达到预定的显著性(图;5A).这种代谢物每增加log μM,手握力的降低率为0.05±0.01 psi/年(表1)4).牛磺酸(beta=0.03±0.01 psi/年/ log μM;p=0.015)和乳酸(beta=0.03±0.01 psi/年/ log μM;p=0.04)也可能与10年内手握力的降低有关(表4).

图5
图5

代谢产物与肌肉力量变化之间的关联结果的火山图:一个手握力变化,B膝关节伸展力量的变化,和C随访10年腿部肌力变化。X-轴为从广义线性混合效应模型中得到的beta效应大小y-axis是负对数变换p值。绿线表示p值= 0.01,红线表示时的预定义显著性水平αBonferroni法对129种代谢物进行多次检测校正后=0.0004。的负值X-轴指的是肌肉力量每增加一个单位的特定代谢物的减少,而β的正值X- axis是指在10年的随访时间内,特定代谢物每增加单位肌肉力量的增加

表4研究参与者中与肌肉力量变化测量相关的主要代谢物(n=409)超过10年的随访时间

图中的火山图。5B显示了膝关节伸展强度随时间变化与129种代谢物之间的关联结果。而总二甲基精氨酸和ADMA是与膝关节伸展减少相关的主要代谢物p<0.05水平,均未达到预先设定的显著性水平4).

图5中的火山图显示了腿部肌肉力量的减少与129种代谢物之间的关系。共有24种代谢物与腿部肌肉力量的降低显著相关p<0.05水平,但尿酸是唯一达到预定显著性的代谢物(p= 0.0001)。尿酸每增加log μM,腿部肌肉力量下降0.63±0.16 kg/年4).我们还测试了性别和尿酸之间的相互作用,结果没有统计学意义(p= 0.83)。此外,含有32个碳和2个双键的二酰基磷脂酰胆碱(PC aa C32:2;beta=0.59±0.17 kg/年/ log μM;p=0.0005),肌酐(beta=−0.58±0.17 kg/年/ log μM;p=0.0006),蛋氨酸(beta=−0.55±0.17 kg/年/ log μM;p=0.001)可能与10年随访期间腿部肌肉力量的降低率相关(表2)4).

此外,血清ADMA和总二甲基精氨酸浓度的增加与跑腿和购物的困难有关(p≤0.008),抽真空(p≤0.001)、洗澡(p= 0.0003)。尿酸水平升高与穿袜子困难有关(p=0.04),再往上爬五级台阶(p=0.046),随访10年。

由于对2.6年随访点收集的血清样本进行了代谢组学分析,我们对2.6年随访点进行了横断面关联检验,发现较高水平的ADMA (p=0.027)和总二甲基精氨酸(p=0.01)与下膝伸展有关,但与手握力无关(所有p= 0.42)。尿酸与腿部肌肉力量之间没有横断面联系(p=0.56),随访2.6年。

此外,我们根据样本量分布将队列分为三个不同的年龄组:年轻的(n=140),中年(n=146),年龄更大(n=123)组,并检查所识别的代谢物关联是否在老年组中更强。结果表明,ADMA和总二甲基精氨酸对老年人握力和膝关节伸度的影响大于青年人。尿酸对腿部力量的影响在中年组大于年轻组和老年组(补充表3.).

对达到预定显著性水平的代谢物进行GWAS分析。数字6A显示了ADMA的GWAS结果的曼哈顿图。我们发现8号染色体上的单核苷酸多态性(SNP) rs1125718 (G> a,等位基因频率较小(MAF=0.29))与GWAS显著水平上ADMA浓度升高相关(p= 4.39 * 108).该SNP位于8号染色体的基因沙漠中,但与几个基因相邻,包括N-Myc下游调控1 (NDRG1), WNT1诱导信号通路蛋白1(卷成一捆1), ST3 β -半乳糖苷α -2,3-唾液酰转移酶1 (ST3GAL1),锌指和AT-Hook域包含(ZFAT)(图。6B),虽然没有达到GWAS显著性,但第二大相关SNP rs816296 (C>A, MAF=0.17,p= 2.03 * 106)位于第12染色体的一氧化氮合酶1 (NOS1)基因(图;6C). NFOAS中没有关于尿酸的数据;因此,未对尿酸进行GWAS分析。

图6
图6

来自NFOAS的77例OA患者不对称二甲基精氨酸(ADMA)的全基因组关联研究(GWAS):一个GWAS结果的曼哈顿图。红线表示GWAS的显著性α= 5 × 10−8B8号染色体上最显著SNP rs1125718周围染色体区域的区域关联图(p= 4.394 * 108)显示相邻的NDRG1WISP1ST3GAL1,ZFAT基因,C第12号染色体上第二显著SNP rs816296周围染色体区域的区域关联图(p= 2.03 * 106).这个SNP是一个内含子变体,位于的内含子1NOS1基因

讨论

据我们所知,这是第一个以人群为基础的研究,研究了血清代谢组与握手、膝关节伸展和腿部肌肉力量纵向减少率之间的关系,随访时间为10年,研究对象是从普通人群中随机选取的大样本量老年人。本研究中手握力和腿部肌肉力量的降低率与以往的研究相当[181920.],但本研究中膝关节外伸的减少率低于以往的报道[21],这可能是由于研究人群、随访时间、研究设计和测量方法的差异。

我们报道了血清二甲基精氨酸浓度的升高,尤其是ADMA,与握力和膝关节伸展力的纵向降低率显著相关。有趣的是,在10年的随访期间,ADMA和总二甲基精氨酸血液水平的升高也与功能性障碍有关,包括跑腿和购物、吸尘和洗澡。我们还发现,在10年的随访期间,尿酸浓度升高与腿部肌肉力量的下降率显著相关。尿酸水平升高还与穿袜子的纵向并发症有关,在10年的随访期间上升了5个台阶。

然而,腿部肌肉力量与伸膝之间的相似之处比手握和伸膝之间的相似之处更多,有趣的是,手握和伸膝与ADMA和血中总二甲基精氨酸水平呈负相关,而腿肌力量下降与血中尿酸水平升高有显著相关。这可能是由于手握和膝盖伸展共同的功能和机制。手腕和手指的屈曲主要是由前臂前和后腔室的肌肉(外在肌肉)发起的,只有这些肌肉的薄肌腱直接在手上。前臂前隔室的屈肌腱在手的前部通过手掌到达指尖,以促进手腕和手指的屈曲,从而产生手腕屈曲和握力[22].此外,前臂后隔室的伸肌腱用于手腕伸展和手掌放松,贯穿手背到手指[23].虽然手的外在肌肉负责更有力的手腕和手的运动,但手的内在肌肉对手腕的动作没有直接的影响,但可以通过伸肌机制贡献抓地力[24].内在肌肉产生更精细、更可控的动作,并在手指向手掌旋转以保持和提高握力方面发挥重要作用[25].因此,手掌握力是相对特定的肌肉在前臂前室涉及手指/手腕屈曲。同样,在伸膝力量测试中,大腿前腔室的股四头肌被激活来伸展膝盖,而大腿后腔室的腘绳肌主要被激活来屈曲膝盖[26].此外,握手和膝关节伸展测试主要用于评估上半身和下半身的肌肉力量和力量,而腿部肌肉力量测试则用于评估老年人的身体平衡和摔倒风险,因为平衡由多个身体系统组成,包括调整不同身体部位的能力,以及产生多关节运动的能力,以有效控制身体位置和运动[27].此外,由于神经衰退出现在力量丧失之前,这可能会对更复杂的运动产生更大的影响,而不是在稳定环境下对特定的、相对孤立的肌肉群进行测量。事实上,腿部力量的变化比握力的变化更明显。

文献中关于ADMA和肌肉力量的数据很少。在550人的横断面研究中[28],高血清ADMA水平与较低的握力、股四头肌力量和较慢的步态速度相关[28].癌症病人[29与健康对照组相比,骨骼肌中ADMA水平较高,这表明ADMA水平的升高可能导致癌症恶病质中肌肉蛋白质合成受损。在纵向研究中,我们的数据显示,随着时间的推移,ADMA水平的升高与肌肉力量的降低有关,尤其是握力和膝关节伸展。有必要进一步研究ADMA和肌肉力量下降之间的因果关系。在随访期间,总二甲基精氨酸血药浓度的增加也与握力和膝关节伸展的强度降低有关。然而,效应量与ADMA相似,这表明这种关联最有可能是由ADMA而不是对称的二甲基精氨酸(SDMA)驱动的。

二甲基精氨酸是甲基化蛋白质降解的产物。两种酶-蛋白精氨酸甲基转移酶I型和II型(PRMT-I, PRMT-II),参与蛋白质或多肽中精氨酸残基的甲基化年代腺苷甲硫氨酸(30.].PRMT-I催化ng -单甲基-的形成l-精氨酸(LNMMA)和NG,NG-二甲基-l-精氨酸(ADMA),而PRMT-II甲基化蛋白释放NG,N ' g -二甲基-l-精氨酸(SDMA)和LNMMA。游离二甲基精氨酸在蛋白质分解时释放到细胞质中,可在血液中检测到,并通过肾脏排泄排出体外[31].ADMA,而不是SDMA,通过二甲基精氨酸二甲胺水解酶-1 (DDAH-1)和-2 (DDAH-2)水解降解为瓜氨酸和二甲胺。因此,ADMA水平的增加可能是由于PRMT-I活性的增加,肾脏消除的减少,DDAH-1和2酶活性的降低,或两者结合。然而,我们的GWAS分析没有发现ADMA与包括PRMT-I和DDAH-1和2在内的这些基因之间有任何关联,这表明ADMA水平的升高可能不是遗传的。相反,我们发现8号染色体上的SNP rs1125718在GWAS显著水平上与ADMA浓度相关。该SNP位于基因沙漠中,尚未报道与任何疾病或性状相关。然而,一些基因位于附近的区域,包括NDRG1WISP1ST3GAL1,ZFAT.其中,WISP1基因很有趣,因为一项研究表明WISP1因为纤维成脂祖细胞(FAP)衍生的基质细胞信号在衰老过程中丢失。WISP1是高效肌肉再生所必需的,它通过Akt信号通路控制组织驻留肌肉干细胞(MuSCs)的扩张和不对称承诺[32].此外,以往的研究表明,一氧化氮(NO)水平正相关WISP1基因表达,NO水平的升高增加了WISP1通过-连环蛋白信号传递的mRNA和蛋白质表达水平[33].有趣的是,ADMA是一种内源性NO合成酶竞争性抑制剂[34].我们的GWAS分析显示,与ADMA相关的第二大SNP是rs816296,位于dna的内含子1NOS1基因。因此,我们假设与年龄相关的肌肉蛋白分解可能导致ADMA释放增加,进而抑制NO的产生。NO合成减少可能导致WISP1表达降低,从而导致骨骼肌干细胞生态位中的基质细胞信号被干扰[3235].因此,骨骼肌再生过程中的MuSC数量、活性、黏附、迁移、增殖、自我更新和分化均可能显著恶化,导致肌力降低[363738].

尿酸是肾排泄嘌呤核苷降解产生的酶废物。尿酸对骨骼肌既有保护作用,也有损伤作用[39],这很可能是由于其低含量时具有很强的抗氧化作用,而高含量时具有促炎作用[35].有人提出氧化应激可能导致肌肉无力和消瘦。尿酸水平低可能会稳定自由基的过度产生,自由基会导致肌肉蛋白质损伤,导致肌肉力量下降[40].然而,在高水平时,尿酸会刺激促炎途径,并增加促炎细胞因子的产生,包括白细胞介素-1 (IL-1)、IL-6和肿瘤坏死因子(TNF),这些因子对衰老肌肉的肌肉质量和功能有影响[4142].虽然我们没有发现尿酸和腿部肌肉力量之间的显著横断面关联(p=0.56)在2.6年随访期,我们发现基线时间点的尿酸浓度与腿部肌肉力量呈正相关。这与之前的研究是一致的[3940].我们还记录了尿酸水平与腿部纵向肌肉力量之间的负相关,与之前的研究一致[4142].因此,我们的研究结果表明,维持血液中最佳尿酸水平对肌肉力量的重要性[40].

当前研究的优势在于其纵向性质,使我们能够检测到个体肌肉力量随时间变化的显著代谢物关联。这在横断面分析中是无法实现的。的确,当我们对2.6年随访点的数据进行横断面分析时,所识别的代谢物的意义变得更弱,甚至不显著。目前的研究还强调了多时间点测量的较长随访时间的重要性,因为它可以最大限度地减少波动变异性对测量的影响,并提供更准确的随时间变化的估计。然而,这项研究有一些局限性。本研究使用了一种市售的代谢组学检测试剂盒,该试剂盒对代谢组的覆盖范围有限。因此,我们可能会遗漏一些可能导致肌肉力量纵向降低的代谢物。由于代谢组学分析仅在2.6年的随访点进行,因此我们无法推断代谢物谱随时间变化与肌肉力量随时间下降之间的关系。需要对多时间点代谢组学进行进一步研究。随访的缺失可能会影响我们的结果,特别是腿部肌肉力量,因为我们在第3期和第4期随访点有6-8%的缺失值。 Indeed, those lost to follow-up had a lower leg muscle strength measurement at baseline than those included in the analysis (data not shown). However, there was no difference in uric acid levels between those included and excluded in the final analysis, suggesting that loss to follow-up was unlikely to bias the observed association. We cannot rule out the potential confounding effect of gout on the association between uric acid and leg muscle strength as we did not have data on gout in our cohort. However, gout mostly affects big toes and associated with reduced muscle strength of the ankle and foot, not leg muscle strength, suggesting the observed association was less likely to be biased. Finally, our results may not be generalized to populations that have different area-specific socioeconomic indexes and health provisions than that in Tasmania, Australia.

总之,我们的数据表明,ADMA和尿酸基线浓度升高与年龄依赖性肌肉力量下降有关。这些发现的确认将为与年龄相关的肌肉力量下降的发病机制提供新的见解,并为制定预防肌肉力量随时间下降的策略找到新的靶点。

数据和材料的可用性

在当前研究过程中生成和/或分析的数据集不是公开的,但可根据合理要求从通信作者处获得。

缩写

ADMA:

不对称dimethylarginine

NG

NG-dimethyl -l精氨酸

体重指数:

身体质量指数

简历:

变异系数

DDAH-1:

Dimethylarginine dimethylaminohydrolase-1

DDAH-2:

Dimethylarginine dimethylaminohydrolase-2

fap:

Fibro-adipogenic祖细胞

GWAS:

全基因组关联研究

il - 1:

Interleukin-1

il - 6:

白细胞介素- 6

公斤:

公斤

LNMMA:

NG-monomethyl -l精氨酸

LOD:

检测限度

音乐:

肌肉干细胞

NDRG1:

N-Myc下游调控

NFOAS:

纽芬兰骨关节炎研究

没有:

一氧化氮

NOS1:

一氧化氮合酶1

办公自动化:

骨关节炎

PRMT-I:

蛋白质精氨酸甲基转移酶I型

PRMT-II:

蛋白质精氨酸甲基转移酶II型

PSI:

磅/平方英寸

REML:

受限极大似然

SDMA:

对称dimethylarginine

吴:

N 'G-dimethyl -l精氨酸

SNP:

单核苷酸多态性

ST3GAL1:

ST3 β -半乳糖苷α -2,3-唾液酰转移酶

TASOAC:

塔斯马尼亚老年群体

TMIC:

matabolomics创新中心

肿瘤坏死因子:

肿瘤坏死因子

UHPLC:

超高性能液相色谱系统

WISP1:

WNT1诱导信号通路蛋白1

ZFAT:

含锌指和AT-Hook畴

参考文献

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下载参考

Acknowlegements

我们感谢所有使这项研究成为可能的研究参与者和帮助收集样本的TASOAC研究工作人员。代谢组学分析在代谢组学创新中心(TMIC:https://www.metabolomicscentre.ca).

资金

最初的TASOAC研究得到了国家卫生和医学研究委员会(NHMRC,澳大利亚)的支持,目前的研究得到了加拿大卫生研究所的支持(CIHR: FRN132178;143058;153298;175015)。SW得到了关节炎协会(加拿大)的部分支持。

作者信息

作者及隶属关系

作者

贡献

构思与设计(GZ, ZG, SW)。分析和解释数据(GZ, ZG, SW)。文章的起草(GZ, SW)。对文章的重要知识内容(DA, ZG, ML, ER, PR, GJ, GZ)进行批判性修订。文章的最终批准(SW, DA, ZG, ML, ER, PR, GJ, GZ)。提供研究材料或患者(DA, GJ, PR, GZ)。统计专业知识(GZ, ZG, SW)。获得资金(DA, GJ, GZ)。行政,技术或后勤支持(ML, PR, GZ)。数据(DA, GJ, GZ, ML)的收集和汇编。 The authors read and approved the final manuscripts.

相应的作者

对应到Guangju翟

道德声明

伦理批准并同意参与

最初的TASOAC研究伦理批准由澳大利亚南塔斯马尼亚健康和医学人类研究伦理委员会获得[12].GWAS分析已获得加拿大纽芬兰和拉布拉多卫生研究伦理管理局(HREA)的伦理批准(参考编号:11.311)[9].

发表同意书

所有研究参与者都提供了书面知情同意书。

相互竞争的利益

作者宣称他们之间没有利益冲突。

额外的信息

出版商的注意

伟德体育在线施普林格自然对出版的地图和机构从属关系中的管辖权主张保持中立。

补充信息

补充文件1:补充表1:

TMIC主要代谢组学分析列表143代谢物浓度。

补充文件2:补充表2:

通过质量检查并纳入分析的129种代谢物的汇总统计数据。

补充文件3:补充表3:

在10年的随访时间里,与三个不同年龄组的肌肉力量变化测量相关的顶级代谢物。

权利和权限

开放获取本文遵循知识共享署名4.0国际许可协议,允许以任何媒介或格式使用、分享、改编、分发和复制,只要您对原作者和来源给予适当的署名,提供知识共享许可协议的链接,并注明是否有更改。本文中的图像或其他第三方材料包含在文章的创作共用许可协议中,除非在材料的信用额度中另有说明。如果材料未包含在文章的创作共用许可协议中,并且您的预期使用不被法定法规所允许或超出了允许的使用范围,您将需要直接获得版权所有者的许可。如欲查看本牌照的副本,请浏览http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.创作共用公共领域奉献弃权书(http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/)适用于本条所提供的资料,除非在资料的信用额度中另有说明。

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引用本文

魏佳尼,S,艾特肯,D,高,Z。et al。10年以上肌肉力量纵向下降的代谢组学特征。骨骼肌12, 4(2022)。https://doi.org/10.1186/s13395-022-00286-9

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关键字

  • 肌肉力量减弱
  • 手柄
  • 膝盖扩展
  • 腿部肌肉力量
  • 代谢组学
  • 生物标记物
  • 不对称dimethylarginine
  • 尿酸
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