自然老化 资源
小鼠衰老的脂质景观 收稿日期： 2022-10-30
录用日期： 2024-03-03
网络出版日期： 2024-04-12
检查更新 津川浩 （10） 1,2,3,4
， 石原智明
， 小笠
幸太 ， 岩波诚吾
， 堀绫， 高桥美纪子
， 山田丰
， 佐藤直子-高山
， 大野浩 （17
， 箴田亚纪
& 有田诚 （1,4,6,10 了解衰老的分子机制对于延长健康寿命至关重要。我们对来自不同生命阶段（
和 24 个月）的小鼠的 13 个生物样本进行了非靶向脂质组学，以探索衰老与脂质代谢之间的潜在联系，同时考虑性别（男性或女性）和微生物组（特定病原体或无菌）依赖性。通过分析来自 109 个脂质亚类的 2,704 个分子，我们表征了与衰老相关的常见和组织特异性脂质组改变。例如，在衰老过程中，含有多不饱和脂肪酸的双（单酰基甘油）磷酸酯水平在各个器官中升高，而其他含有饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸的磷脂水平下降。此外，我们发现了年龄依赖性磺胺脂的积累，在无菌小鼠中不存在，与通过 16 S 核糖体 RNA 基因扩增子测序确定的 Alistipes 丰度相关。在雄性肾脏中，检测到糖脂，如半乳糖基神经酰胺、半乳糖基神经酰胺（Gal2Cer）、三己糖基神经酰胺（Hex3Cer）以及单乳糖基和二乳糖基二酰基甘油，其中两类脂质——Gal2Cer和Hex3Cer——在老年小鼠中显着富集。肾脏转录组的综合分析显示，尿苷二磷酸半乳糖基转移酶 8A （UGT8a）、烷基甘油磷酸合酶和脂肪酰辅酶 A 还原酶 1 是负责体内雄性特异性糖脂生物合成的潜在酶，这与肾脏疾病的性依赖有关。抑制UGT8降低了这些糖脂的水平和肾脏中炎性细胞因子的表达。我们的研究为阐明脂质代谢与衰老之间的潜在联系提供了宝贵的资源。 脂质在生物体中具有多种多样的功能，可作为信号分子、能量储存分子和细胞膜成分
。这些功能涉及哺乳动物细胞中的数千种脂质，脂质代谢失调与动脉粥样硬化
、癌症
、非酒精性脂肪性肝炎
和慢性肾病
等多种疾病有关。毋庸置疑，慢性病的风险与衰老过程有关，了解脂质代谢的变化很可能阐明与衰老
相关的生物学机制。 已经研究了衰老和脂质代谢之间的潜在联系。例如，一项人类队列研究表明，将鞘磷脂 （SM） 转化为神经酰胺的鞘磷脂酶活性增加会导致老年患者
的神经酰胺积累。此外，据报道，低血清神经酰胺水平与女性老年人患痴呆和阿尔茨海默病的风险降低有关
。中性脂质的生物合成和调控也与长寿有关;二酰基甘油酰基转移酶 1 缺乏症可延长寿命并减少老年肥胖和 完整的隶属关系列表出现在论文末尾。
-邮件：htsugawa@go.tuat.ac.jp;marita@keio.jp 雌性小鼠的炎症
。此外，饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸 （MUFA） 和多不饱和脂肪酸 （PUFA） 的比例与细胞膜对过氧化的敏感性有关。衰老过程中活性氧的积累导致脂质过氧化，从而损害细胞膜成分
。然而，长寿与脂肪酸特性之间的关系因组织、性别和物种而异。例如，对人类红细胞和淋巴细胞膜进行脂质组学分析的研究表明，百岁老人的多不饱和脂肪酸水平高于其他年龄组
。同时，寿命最长的啮齿动物（裸鼹鼠）含有二十二碳六烯酸的磷脂水平低于小鼠
。最近的研究还将衰老与微生物群联系起来，表明脂质代谢取决于微生物组组成和食物摄入条件
。这些结果表明，在性别和微生物群依赖性条件下，了解各种哺乳动物组织中不同脂质分子的代谢变化非常重要。 非靶向脂质组学能够分析每个标本约1,000个脂质分子，在揭示脂质组多样性
方面显示出前景。尽管非靶向方法的假阳性率高于靶向方法，但使用先进的计算质谱 （MS） 技术
可以有效控制错误发现率 （FDR）。因此，我们使用液相色谱法与串联MS （LC-MS/MS）进行非靶向脂质组学，以辨别组织脂质组的衰老相关变化。我们的研究检查了小鼠中不同性别、年龄
和 24 个月的 13 个生物样本）和微生物群条件（无特定病原体 （SPF） 和无菌 （GF））。尽管有几项研究已经应用脂质组学技术来分析特定组织
（例如，包括衰老
过程中脑组织的代谢组图谱的研究），但目前的研究全面研究了多个器官的脂质组，考虑了性别和微生物组的差异。此外，通过整合转录组和脂质组数据，我们探索了肾脏中的基因-脂质谱关系，增强了我们对组织特异性脂质组学改变的理解。 我们的研究阐明了四组小鼠与衰老相关的全面脂质组学改变：雄性/SPF、雄性/GF、雌性/SPF 和雌性/GF。为了检查小鼠脂质组的细节，我们更新了我们的软件程序 MS-DIAL 4（MS-Data Independent Analysis 软件版本 4
），以包括 17 个脂质亚类，其中包含几种神经节苷脂、甾醇和糖脂。它现在涵盖了 136 个脂质亚类，有助于对微生物群和组织特异性脂质的详细探索。我们在这里揭示了随着年龄的增长而发生的常见脂质变化。这些分子在所有条件下（男性/SPF、男性/GF、女性/SPF 和女性/GF）都显示出相似的趋势。一个重要的发现是含PUFA的复合脂质的积累，如双（单酰基甘油）磷酸酯（BMP），随着年龄的增长。此外，我们发现微生物群依赖性脂质磺胺（SL）与衰老有关，并存在于各种器官中。相比之下，大多数其他微生物群依赖性脂质仅在粪便中检测到。我们还通过 16 S 核糖体 RNA 基因 （
rDNA） 扩增子测序探索了脂质和细菌丰度之间的联系。此外，阐明了肾脏中糖脂的男性特异性积累，包括半乳糖基神经酰胺 （GalCer） 和单半乳糖基二酰基甘油 （MGDG），并将其归因于尿苷二磷酸酶 （UDP） 半乳糖基转移酶 8A （UGT8a） 的活性。 结果 非靶向脂质组学的结果概述 我们处理了最佳量的血浆
、细胞
和
组织，用于脂质提取和LC-MS/MS分析（扩展数据图1和补充表1和2），然后根据MS/MS表征系统进行MS-DIAL数据处理，用于脂质注释，并针对预测的RT数据库进行
保留时间（RT）容差（补充表3和4）。注释结果是手动整理的。在RT容差
和
容差下
进行峰比对后，使用内标（方法和补充表5）计算半定量值。该程序导致表征来自109个脂质亚类的2,704个独特分子，用于数据解释。 我们首先验证了我们的脂质组学结果。在13个小鼠组织中共记录了9,726个注释峰（补充数据1），其中脂质丰度由代表性加合物形式定义（补充说明和补充表6）。实验RT和预测RT之间的平均绝对差值为
，
其中峰值偏离了。
此外，LipidHunter
和 LipidMatch
证实了 MS-DIAL 注释的奇链脂肪酸和氧化磷脂等次要脂质分子（补充数据 2）。次要脂质的脂质注释示例在补充数据 3 中用片段注释进行了描述。这些结果支持了我们注释的可靠性。此外，检测限（LOD）和定量限（LOQ）的平均值分别为45
和柱上体积，平均线性范围为
，使用总共34种脂质标准品估算（补充表7）。LOD 和 LOQ 等基本信息对于检查脂质数据的可靠性也很重要，从而增加了数据资源的价值。 使用自动缩放值进行主成分分析（PCA）以检查脂质组学数据集的主要方差（图1）。每组的个体都映射在类似于PCA评分图的拓扑结构中，这表明我们从从小鼠出血到MS数据分析的长期实验程序中获得的脂质组学输出对于进一步的统计分析很有价值。肾脏和粪便中最大的差异（第一主成分）分别反映了性别和微生物组背景。粪便脂质组的变化表明，许多脂质分子是由肠道微生物群生物合成和/或降解的，尽管肠道脂质组的 SPF 和 GF 差异在 PCA 中并不明显。此外，年轻GF小鼠的血浆脂质组与其他小鼠区分开来，其中甘油三酯（TGs）根据负荷值在年轻GF小鼠中富集（补充表8）。之前一项调查年轻小鼠（12-14周龄）血清，肝脏和脂肪组织样本的研究报告说，SPF小鼠的血清TG水平低于GF小鼠，而SPF小鼠的肝脏和脂肪组织中的TG脂质水平升高
。我们的结果与之前的观察结果一致。此外，在第一个主成分的肾脏中观察到性别特异性脂质组差异。此外，年龄依赖性脂质变化反映在几个组织的PCA评分图中，包括肾脏、肝脏、肠系膜、血浆、骨髓和皮肤。我们还观察到老年小鼠（19-24个月大）的个体差异较大，表明这些变化是与衰老相关的积累或调节过程的结果。 研究与衰老相关的脂质变化 与 PCA 等无监督分析相比，监督化学计量学方法可用于提取脂质组随年龄变化的数据。我们应用正交偏最小二乘回归 （OPLS-R） 来研究衰老过程中的脂质变化（图 2），其中使用四种不同背景（SPF/男性、
男性、SPF/女性和 GF/女性）的整个脂质组数据作为变量。通过六重交叉验证计算的
值表明，使用脂质组信息可以预测年龄状态。在检查的组织中，肾脏、肺、肌肉、耳皮和大肠
的数值超过0.80，表明这些器官中很大一部分脂质与衰老有关。我们研究了投影 （VIP） 值中的变量重要性，该值表明 PC1：
PC1：
图1 |13 个生物样品的 PCA 结果。数据矩阵包含使用内标离子丰度计算的代谢物的归一化峰高值。在计算 PCA 分数和加载值之前执行自动缩放。
和
轴分别描述了第一和第二主成分，并具有贡献比率。蓝色和红色渐变分别表示SPF和GF小鼠（不同年龄）。圆圈和菱形符号分别表示男性和女性。
生物学上独立的样品。用于构建OPLS-R模型的代谢物。根据代谢物的色谱图峰形选择用于定量的前 10 个 VIP 值用于数据解释（所有 VIP 值均在补充数据 4 中提供）。在肠系膜、肌肉、耳皮肤、大肠和血浆中观察到磷脂酰胆碱（PC）、磷脂酰乙醇胺（PE）、磷脂酰丝氨酸（PS）、磷脂酰肌醇（PI）、二酰基甘油（DG）和含饱和脂肪酸和MUFAs的TGs减少。相比之下，这些含有多不饱和脂肪酸的脂质类别，特别是20：4和22：6，在肝脏、肺、肌肉、骨髓和小肠中的水平增加。据报道，在秀丽隐杆线虫和人类
中，衰老过程中 PUFA/MUFA 比率增加，但在 C57B6N 小鼠中没有。有趣的是，含有PUFA的BMP随着肾脏、肝脏、肌肉、脾脏和小肠的衰老而明显增加。由于BMP脂质富集于晚期内体和溶酶体中，并促进酸性鞘磷脂酶的活性，BMP脂质特征可以解释哺乳动物生物体衰老过程中神经酰胺的积累
。 在几个组织中也观察到胆固醇酯的增加，如肾脏、肺、脾脏和大肠。此外，还观察到表皮酰基神经酰胺、硫酸化己糖基神经酰胺（SHexCer（磺胺酸））、神经节苷脂（
-乙醇基GM3（NGcGM3）、GD3）和心磷脂的减少，这可能与细胞器（如线粒体、内质网、高尔基体和内体系统）的功能缺陷有关。这些发现来自我们使用完整脂质组数据集的OPLS-R分析，确定了衰老的常见和组织特异性脂质组学特征，为随着年龄增长而发生的代谢变化提供了有价值的见解。 探索年龄、性别和细菌依赖性脂质变化 接下来，我们探讨了受性别和肠道微生物群影响的年龄依赖性脂质变化（图 3a）。通过将相同脂质亚类注释的分子的定量值相加来计算每个脂质亚类的定量值。粪便脂质组数据表明，许多脂质亚类的特征受到肠道微生物群的影响;图3a中的橙色符号表示与GF小鼠相比，脂质亚类在SPF小鼠中富集。非共轭胆汁酸 （BA） 增加四倍以上;酰基二酰基甘油葡糖苷酸（ADGGA）;几种神经酰胺亚型（神经酰胺
-羟基脂肪酸-二氢鞘氨醇（Cer_ADS）、神经酰胺
-羟基脂肪酸-植物鞘氨醇（Cer_AP）、神经酰胺
-羟基脂肪酸-二氢鞘氨醇（Cer_BDS）和神经酰胺酯化
-羟基脂肪酸-二氢鞘氨醇（Cer_EBDS））;糖脂，如MGDG、二乳糖基二酰基甘油（DGDG）和NGcGM3;羟基脂肪酸（FAHFAs）的脂肪酸酯;PE和磷脂酰甘油（PG）;神经酰胺PE和PI（PE_Cer和PI_Cer）;SL的;与GF小鼠相比，在SPF小鼠中观察到
-酰基甘氨酸（NAGly），
-酰基甘氨酸（NAGlySer）和
-酰基鸟氨酸（NAOrn）。这些分子也受到小鼠抗生素给药的影响，如先前的研究表明
的那样。其中，MGDG、DGDG 和 ADGGA 也在本研究使用的 AIN-93M 食物中检测到，尽管它们的酰基链组成与粪便样品中检测到的有很大不同（扩展数据图 2 和补充数据 1）。 相比之下，由于缺乏负责 BA 解偶联的肠道细菌，GF 小鼠中甘氨酸和牛磺酸结合的 BA 增加。我们还在粪便脂质组中观察到几个亚类的性别特异性脂质谱，例如 TG、溶血酶-PG （LPG） 和糖脂。值得注意的是，在肾脏中，包括二己糖基神经酰胺（Hex2Cer）、三己糖基神经酰胺（Hex3Cer）、MGDG、DGDG和烷基酰基类型（醚MGDG和醚DGDG）在内的糖脂在雄性小鼠中富集，其中“雄性/（雄性+雌性）”的比例为
。此外，Hex2Cer 和 Hex3Cer 水平随着年龄的增长而增加。这些的主要酰基链性质 实际年龄（月） 图2 |使用 OPLS-R 研究与年龄相关的脂质变化。自动缩放的脂质组数据进行OPLS-R模型构建。使用
和
值对模型进行评估。
置信区间由带有灰色阴影的蓝线表示。描述了色谱峰形状保持单线态和更好对称性的代谢物的前 10 个 VIP 值。M2、M12、M19 和 M24 表示小鼠的年龄（以月为单位）。符号和颜色渐变与图中相同。
生物学上独立的样品。糖基神经酰胺为18：1;02/16:0,18:2;02/16:0,18:1;02/24：0 和 18：2;O2/24：0，其中鞘碱基部分被认为是鞘氨醇（18：1（4E）;1OH，3OH）和鞘氨二宁（
根据之前的研究
。有趣的是，在肾脏中检测到植物类囊体膜脂质MGDG和DGDG。虽然这些糖基二酰基甘油通常作为大脑和其他神经系统组织的次要成分出现
，并且在少突胶质细胞中普遍存在，但我们的研究表征了肾脏中的二酰基和烷基酰基类型，主要在雄性小鼠中，不受肠道微生物组的影响。此外，在外周组织中检测到微生物群依赖性脂质
，而大多数其他微生物群依赖性脂质未检测到（图3b，c）。在外周组织中，SL的主要成分为SL 17：0/17：0;0，在12至19个月大的小鼠中增加，并在24个月时略有减少。两个细菌属，Alistipes 和 Odoribacter，是
.已经报道了SL的几种生物活性，包括对血管性血友病因子受体的拮抗作用，癌细胞的细胞毒性，DNA聚合酶抑制和抗炎作用
。 阐明微生物群-脂质组的关系 为了阐明微生物组和脂质组之间的关系，我们对用于脂质组学分析的相同粪便样品进行了 16S rDNA 扩增子测序分析（图 4 和补充数据 5）。使用香农指数计算的α多样性在老年小鼠中显着降低（图4a）。细菌性状变化最大的是年龄性状，其次是根据主坐标分析（PCoA）使用加权或未加权唯一分数度量（UniFrac）距离的性别差异（图4a和扩展数据图3a）。杆菌门和拟杆菌门，分别称为厚壁菌门和拟杆菌门，具有最高的相对频率，而疣微生物群和放线菌门的频率在老年小鼠中增加（图4b）。在已知的SL生产者中，在我们的研究中检测到了Alistipes属。菖蒲科蒲公英与SL的相关系数随酰基链性质的变化而变化（图4candExtendedDataFig.3b）。具体来说，三个SL分子，SL17：0;O/16：1;O，SL17：0;O/15：0 和 SL
b
图3 |年龄、性别和细菌依赖性脂质组改变概述。a，跨样品类型（
轴）的脂质亚类（
轴）。三角形和倒三角形符号意味着 24 个月大的小鼠与 2 个月大的小鼠的比例分别是两倍多或不到一半。绿色和橙色表示SPF与GF小鼠的比率分别超过两倍或不到一半。符号大小反映了包含在同一脂质亚类中的分子的总峰高。每个符号中的数字表示“男性/（男性+女性）”比率，红色轮廓表示比率为
或
。使用脂质的半定量值计算这些值。该图仅描述了老年与年轻或SPF与GF小鼠变化超过两倍的脂质亚类。ST，甾醇;CASE，菜甾醇酯;BRSE，芸苔甾醇酯;SISE，谷甾醇酯;OxTG，氧化TG;PEtOH，磷脂酰乙醇;DLCL，二溶血心磷脂;MG， 单酰基甘油;TG_EST， TG雌酮;PMeOH，磷脂酰甲醇;HexCer_NS， HexCer 非羟基脂肪酸-鞘氨醇;LNAPE，
-酰基溶血素-PE;DCAE，酯化脱氧胆酸 年龄（月）
年龄（月） 年龄（月）
年龄（月） acid;FA， 游离脂肪酸;Cer_EODS，神经酰胺酯化
-羟基脂肪酸二氢鞘氨醇;STSE，豆甾醇酯;Cer_AS，神经酰胺
-羟基脂肪酸-鞘氨醇;PhytoSph，植物鞘氨醇;DHSph，鞘氨醇;Sph，鞘氨醇;Cer_NP，神经酰胺非羟基脂肪酸-植物旋甲苷;SQDG，磺基喹诺基二酰基甘油;NAE，
-酰基乙醇胺;VAE，维生素A脂肪酸酯;HexCer_NDS，HexCer非羟基脂肪酸-二氢鞘氨醇;SSulfate、硫酸甾醇.b、含鞘碱基的SL的图谱和MS/MS谱图17：0;O链和
酰基链17：1;粪便样本中的O。DBE，双键当量;ESI，电喷雾电离。c， SL 17：0 的剖面图;0/17:0;0，这是所有组织中最丰富的分子。
值通过 Dunnett 检验（双侧）计算。NS，不显著。
，
反对
2 个月。
生物学上独立的样品，其中雄性和雌性小鼠的结果在同一组中被识别。彩色圆圈和菱形与图 1 和图 2 相同。黑条表示每组的平均值（平均值）。 17:0;0/17:1;O，与Alistipes高度相关，后两者在栽培的Alistipes中表达最频繁
。重要的是，Alistipes与SL分子总量之间的相关系数不显著，表明酰基链组成是细菌与脂质之间因果关系的重要因素。此外，在老年小鼠中发现Alistipes的丰度降低，qPCR和MiSeq分析证实了这一点（扩展数据图3c），粪便中的SL分子也减少了。此外，我们发现细菌和细菌相关脂质之间存在一些高度相关性（图4d）。属于梭状芽孢杆菌科的Lachnospiraceae和Butyricoccaceae家族具有
脱羟基活性，可合成次级BAs，如脱氧胆酸和鹅去氧胆酸
，在老年小鼠中显著降低;这与这些次要 BA 的含量密切相关，包括 BA 24：1;O3;T 和 BA24：1;04;此外，NAOrn分子如NAOrn 17：0;O 和 NAOrn 15：0;O（FA 14：0）与Akkermansiaceae家族相关，包括
，它是NAOrn的已知生产者
。虽然包含 Akkermansiaceae 家族的疣微生物群门的生理作用尚不清楚，但与年龄相关的疣微生物群丰度增加可能通过代谢物（如 NAOrn）作用于宿主细胞，其抗炎作用已在脂多糖诱导的骨髓来源巨噬细胞中的细胞因子反应
中得到描述。
a
b
C
d
意义
没有意义
Sex
意义
门
巴西洛塔
拟杆菌属
Erruco微生物群
假单胞菌 图4 |粪便微生物组分析，阐明细菌与脂质之间的关系。a，来自微生物组数据的 Alpha 和 β 多样性。α多样性基于Shannon指数（左），β多样性由使用加权UniFrac距离（右）的PCoA散点图描述。黑条表示每组的平均值（平均值）。天蓝色和深蓝色分别表示 2 个月大和 24 个月大的小鼠。圆形和菱形符号分别表示男性和女性。该
值通过学生
检验（双侧）计算得出。
反对 2 个月。
生物学上独立的样品，其中雄性和雌性小鼠的结果在同一组中被识别.b，细菌相对丰度和热图分析。相对丰度在门水平上描述。F/M2、M/M2、F/M24 和 M/M24 分别表示女性/2 个月大、男性/2 个月大、女性/24 个月大和男性/24 个月大。样本级和家族级细菌轴的热图的树状图基于距离计算和“病房”的 Pearson 相关性。D2' 方法进行聚类。c， 家族水平细菌丰度与SL代谢物的相关性分析。年龄和性别特性的重要性由黄色框描述。细菌-脂质相关性的意义由
和
表示。d， 目标细菌与脂质的相关性分析。仅描述了随年龄变化而显著的脂质，但 AAHFA 4：0/24：1 除外;O 和 NAOrn 15：0;O（FA 14：0），其信息显示，以便在热图中描述每个脂质亚类中至少两种代谢物。 添加到每个代谢物名称的数字表示峰ID，用于区分具有相同名称但不同RT的代谢物。 我们发现了细菌与酰基
羟基脂肪酸（AAHFAs）
之间的关系，AAHFAs是FAHFA的一个亚类，可增强胰岛素敏感性和血糖耐量，并抑制炎症细胞因子的产生
。最近，在动物细胞中发现了一种叫做脂肪TG脂肪酶（ATGL）的patatin样磷脂酶结构域蛋白2（PNPLA2），用于催化FAHFA生物合成的最后一步——羟基化脂肪酸和正常脂肪酸
之间形成酯键。然而，细菌依赖性FAHFAs（如AAHFAs）的生物合成在很大程度上仍未得到探索。我们观察到Rikenellaceae，Ruminococcaceae，Lachnospiraceae和RF39细菌与AAHFAs相关，将导致产生AAHFA的细菌及其代谢酶的鉴定。此外，老年小鼠的ADGGA水平降低，与Rikenellaceae、Butyricicoccaceae、Lachnospiraceae和Oscillospiraceae高度相关。虽然ADGGA的生物学重要性、责任基因和生产者仍不清楚，但我们的脂质组景观提供了可以导致识别此类机制的线索。 肾脏转录组学数据的解释 我们的老化脂质组图谱突出了脂质多样性和年龄依赖性特征。其中，研究肾脏脂质组的改变至关重要，因为受性别、微生物群和衰老影响的明显变化。我们对用于脂质组分析的相同小鼠的肾组织样本进行了RNA测序分析（补充数据6）。PCA评分图显示雄性和雌性小鼠之间的转录组数据沿第一主成分明显分离（图5a）。这一结果表明，肾脏基因表达受性别影响很大，正如先前的研究
所支持的那样。男性和女性比较的火山图显示 601 个上调基因和 1,102 个 C
b
d
图5 |肾脏转录组数据的解释。a， 肾转录组数据的PCA评分图。使用 DESeq2 包执行数据规范化，并使用自动缩放进行数据转换。
和
轴分别表示第一和第二主成分。
b，显示男性与女性、SPF 与 GF 以及年龄（24 个月大 （M24））与年轻（2 个月大 （M2））比较的火山图。
和
轴分别显示
（折叠变化）和 -
（调整
值）。雄性、SPF 和 24 月龄小鼠的上调基因由
轴上的正值表示。红色圆圈表示由条件
（倍数变化）和
调整
值定义的显著性。c， GO分析结果。将b火山样地中的重要基因应用于
:P rofiler程序。显示了GO来源（分子功能（MF），生物过程（B），细胞成分（CC））和通路本体来源（KEGG和Reactome数据库）。每个源中前 5 个显著丰富的本体术语都用值
进行描述。d，研究调节转录因子和组蛋白修饰 化学稳态 离子稳态 细胞对胰岛素刺激的反应 质膜的组成部分 肌动球蛋白，肌球蛋白复合物部分 等离子体膜的内在成分
And
细胞质
细胞外空间 胶原三聚体
补体和凝血级联反应
源
GO：MF GO：BP GO：CC GO：CC 凯格 重要的基因。ChiP-Atlas的富集分析功能基于Mus musculus（
基因组组装，使用“肾脏”作为细胞类型类和默认参数设置。描述了前 10 个丰富的术语。列出了转录因子的名称和数据源索引。TFs，转录因子;HMs，组蛋白修饰;FE， 倍富集。e，研究雄性和老年小鼠中常见的上调或下调基因。结果在维恩图中描述。用于火山图
的值通过学生
检验（双侧）计算，并通过 Benjamini-Hochberg 方法进行调整。对于雄性/雌性火山图，
生物学上独立的样品，其中SPF和GF小鼠的结果在同一组中被识别;对于SPF/GF火山图，生物学上独立的样品，
其中雄性和雌性小鼠的结果在同一组中被识别;对于 M24/M2 火山图，
生物学上独立的样品，其中 SPF/雄性、SPF/雌性、GF/雄性和 GF/雌性小鼠的结果在同一组中被识别。根据以下标准下调基因：
（倍数变化）和
调整
值（图5 b）。相反，SPF组和GF组之间只有18个基因被识别为上调基因，1个基因被识别为下调基因，表明微生物组对肾脏转录组的影响较小。在年龄（24个月大）和年轻（2个月大）小鼠之间的比较中，我们发现了32个上调基因和100个下调基因。 其中，对类视黄醇代谢至关重要的醛脱氢酶 （ALDH） 1 家族成员 A1 （Aldh1a1） 在老年小鼠中更为丰富，这与 Aldh1a1 在老年肾脏
中显着上调的报道一致。这种与先前研究的一致性证实了我们的肾脏转录组数据的可靠性以及它们丰富对性别、年龄和微生物群相关转录组图谱的解释的潜力。 在g：Profiler
中使用重要基因进行基因本体（GO）分析，涵盖分子功能、生物过程和细胞成分类别，以及来自京都基因和基因组百科全书（KEGG）和反应组数据库的通路富集（图5c）。排名前 5 位的本体术语突出了老年小鼠的应激和免疫反应术语，这归因于血管细胞等基因的表达增加 a
图6 |转录组和脂质组数据的综合分析。a，使用WGCNA整合脂质组和转录组数据。对于衰老、SPF/GF和男性/女性参数，使用同一簇中包含的分子的中位数分布评估统计显着性。使用Mann-Whitney
检验（双侧）计算具有性别和微生物群特性
的值。进行控制性别和微生物群特性的 Pearson 成对偏相关检验，以计算具有年龄特性的
值。
使用FDR方法调整值。对于性别之间以及肠道细菌的存在与否之间的差异，
被认为是显着的，其中使用 FDR 方法计算调整
后的值。黄色表示SPF或雄性小鼠升高，蓝色b表示升高 表示GF或雌性小鼠的升高。蓝色突出显示的簇应用于本体分析，红色突出显示的簇用于微生物群相关基因和脂质的相关性分析（扩展数据图5）。基因-脂质相关性由
和
突出显示。对于老化（月）特性，通过偏相关分析计算值，
并根据性别和微生物组特性
进行
调整，并计算脂质本体富集分析的结果。将由蓝色簇代表的脂质代谢物组成的数据矩阵应用于LION/web。使用四组（M24/男性、M24/女性、M2/男性和 M2/女性）的方差值分析来评估富集项。
生物学上独立的样品。粘附分子1（Vcam1）、抗胆碱酯酶3（Ric3）、聚（ADP-核糖）聚合酶家族成员3（Parp3）、溶质载体家族11成员1（Slc11a1）、肿瘤坏死因子受体超家族成员1B（Tnfrsf1b）、PI-4,5-二磷酸3-激酶催化亚基
和ALDH基因（见图5的源数据）。这些变化可能捕捉到肾脏衰老与慢性炎症（即炎症
）之间的关系。此外，“代谢”，包括脂质相关代谢，是雄性小鼠上调基因中的一个突出术语。这些基因包括许多UDP糖基转移酶基因、细胞色素P450基因、酰基辅酶A（CoA）氧化酶基因、过氧化物酶体反式2-烯酰辅酶A还原酶（Pecr）、植烷酰辅酶A-2-羟化酶（Phyh）和ALDH基因。 相比之下，与肾脏主要功能相关的术语，包括“肾素-血管紧张素系统”、“药物代谢”和“调节钙重吸收”，在雌性小鼠中富集。鉴于男性通常比女性经历更严重的急性和慢性肾损伤
，这些基因表达差异可能是性别依赖性肾脏表型的基础。 使用 ChIP-Atlas
，我们研究了调节雄性与雌性以及老年小鼠与年轻小鼠变化的转录因子和组蛋白修饰（图 5d）。信号转导和转录激活因子 3 （STAT3）、维生素 D 受体 （VDR）、雄激素受体 （AR） 和肝细胞核因子
成为雄性和雌性以及老年和年轻小鼠之间共有的关键转录因子。HNF
是肾脏
中药物代谢酶的主要转录因子，调节与脂质代谢相关的过氧化物酶体增殖物激活受体
（PPAR
）和PPAR
。肾脏代谢的性别差异是由睾酮介导的，涉及男性肾脏中的AR依赖性信号通路，而非女性肾脏
。此外，STAT3活性随着年龄的增长而增加，在肾皮层的上皮区室
中。此外，AR
末端结构域通过 STAT3 信号转导途径被细胞因子白细胞介素-6 激活，雄激素 STAT3 激活可能导致人类
单纯性肾囊肿疾病的性别差异。此外，肾脏维生素D代谢受雌二醇和睾酮的调节，维生素D代谢的年龄依赖性功能障碍，包括VDR激活的缺乏，也与慢性肾病
有关。转录因子的结果与脂质通路图在讨论中进一步讨论。 此外，组蛋白修饰的预测表明，组蛋白
第9和第27赖氨酸残基（H3K9ac，H3K27ac）的乙酰化和组蛋白H3（H3K4me3）的第4赖氨酸残基的三甲基化在雄性和老年小鼠中富集。这表明这些组蛋白修饰可能充当肾脏中独特转录因子谱的调节因子。然而，在雄性和老年小鼠中，只有三个（Aldh1a7、Cyp2d12、Cyp2d13）和两个（apelin受体（Aplnr）、NYN结构域和含有逆转录病毒整合酶（Nynrin））的基因通常分别上调和下调（图5e）。转录组分析的结果表明，肾脏中许多与衰老和性别相关的变化都与脂质代谢有关。 肾脏转录组和脂质组的综合分析
We performed an integrated analysis of kidney transcriptome and lipidome data using weighted correlation network analysis (WGCNA)
to investigate gene-lipid associations during aging (Fig. 6a). The analysis established 21 lipidome and 24 transcriptome clusters, with half showing significant correlations with either aging or sex differences. In contrast, only two lipid clusters (groups 8 and 12), which included SLs, BAs and phospholipids with odd carbon chains, were associated with microbiome presence. We focused on lipid clusters
, 15,17 and 18 located in the same cluster region of the lipid dendrogram, whose groups were highly correlated with sex, aging and gene clusters. The lipid profile of 481 molecules from these clusters was applied to the lipid ontology enrichment analysis using the LION/ web application (Fig. 6b)
. The ontology terms were evaluated using the analysis of variance values in four groups of SPF mice (M24/male,
M24/雌性、M2/雄性和M2/雌性，其中M24和M2分别表示24个月大（年龄）和2个月大（年轻）小鼠）。结果显示，与糖脂代谢相关的术语显著富集，包括“简单 Glc 系列”和“Hex2Cer”。此外，与烷基酰基磷脂代谢和多不饱和脂肪酸相关的本体学特征显著。因此，我们对这些脂质代谢过程和相关基因的谱进行了通路分析。
使用脂质和转录组图谱研究了与糖基神经酰胺相关的脂质代谢（图7a）。值得注意的是，雄性小鼠的HexCer、Hex2Cer、Hex3Cer和SHexCer水平显著高于雌性小鼠，其中Hex2Cer和Hex3Cer显示出年龄依赖性变化。事实上，肾脏中Hex2Cer的性别特异性差异也在鞘脂的参考图中得到了强调
。通过探索与代谢相关的基因表达谱，我们专注于Ugt8a，编码一种将神经酰胺转化为GalCer的酶，因为该基因的表达在雄性和雌性小鼠之间显着不同。这些结果表明，随着年龄的增长，性别依赖性 Ugt8a 表达可能通过在肾脏中提供 GalCer、磺胺和二乳糖基神经酰胺 （Gal2Cer） 来影响 GalCer 代谢。此外，我们的脂质组学分析表征了肾脏中的MGDG，DGDG及其醚连接类型（醚MGDG和醚DGDG），其特征因性别而异（图7a和扩展数据图4a）。虽然哺乳动物中 MGDG 和 DGDG 生物合成的酶仍然难以捉摸，但 Ugt8a 和其他显着改变的 UGT 相关基因（如 Ugt2b37、Ugt2b38 和 Ugt2b5）的表达谱为破译动物的糖基甘油脂代谢机制提供了新的见解（扩展数据图 4b）。事实上，先前的研究报道了中国仓鼠卵巢细胞中大鼠Ugt8a的过表达增加了MGDG脂质水平，正如通过薄层色谱方法
验证的那样。因此，我们的发现显示 Ugt8a 和 MGDG 谱之间存在关联，强烈支持 Ugt8a 参与体内 MGDG 和其他糖甘油脂的生物合成。 我们还发现醚键甘油脂（如醚DG、醚TG、醚MGDG、醚PC、醚PI和醚PS）的年龄依赖性降低，这些脂主要存在于男性中（扩展数据图4a）。我们确定了两个用于解释脂质谱的候选基因：Agps（烷基甘油磷酸合酶），编码将酰基二羟基丙酮磷酸酯 （DHAP） 转化为烷基 DHAP 的酶，以及 Far1（脂肪酰基辅酶 A 还原酶 1），编码负责将脂肪酸还原为脂肪醇的酶（扩展数据图 4b）。由于我们的肾脏转录组数据也显示了与过氧化物酶体代谢相关的基因的显着变化，阐明衰老过程中过氧化物酶体相关脂质代谢的变化可能会阐明各种肾脏疾病的分子机制。 为了检查HexCer和Hex
的立体化学，我们使用亲水相互作用LC（HILIC）分析了肾脏脂质组（图7b）。正如预期的那样，GalCer在雄性小鼠中富集，而葡萄糖基神经酰胺（GlcCer）在雄性和雌性小鼠中相似。有趣的是，在雌性小鼠中未检测到Gal2Cer色谱峰，并且Gal2Cer的离子丰度明显高于乳糖神经酰胺。总体而言，我们的综合分析清楚地表明了脂质代谢的独特调节机制，这与性别和年龄依赖性差异有关。 阐明UGT8在肾脏中的生物学重要性
We investigated the role of UGT8 in the glycolipid pathway in male mouse kidney by using a UGT8 inhibitor (UGT8i) (Fig. 8). The inhibitor was administered intraperitoneally at
daily for 7 days, with PBS serving as the control. The levels of GalCer, Gal2Cer and sulfatide (SGalCer) molecules were significantly decreased in the UGT8i administration group. Furthermore, we observed a significant decrease in MGDG and DGDG due to inhibitor administration, indicating that UGT8 is responsible for the biosynthesis of glycosylglycerolipids in vivo. In contrast, the UGT8i did not affect Hex3Cer levels.
有趣的是，我们在糖基神经酰胺途径中发现了不同的改变模式，这取决于神经酰胺的酰基链特性。该抑制剂降低了具有正常（非羟基）脂肪酸（Cer-NS）的神经酰胺水平，并增加了具有
-羟基脂肪酸（Cer-HS）的神经酰胺水平。此外，GlcCer-NS的水平保持不变，而GlcCer-HS分子显著增加。
-羟基脂肪酸分子是通过脂肪酸 2-羟化酶 （FA2H）
从脂肪酸生物合成的。UGT8的功能障碍，随后糖基脂质途径的代谢变化，可能影响FA2H的功能。我们还检查了干扰素-
（Ifng）、白细胞介素-1
（Illb）、肿瘤坏死因子（Tnf）、肾损伤分子1（Kim1）和CXC基序趋化因子配体1（Cxcl1）的mRNA表达，因为转录组分析中与应激、刺激、防御和免疫反应相关的本体术语在老年小鼠中富集。除Kim1外，与年轻小鼠相比，老年小鼠肾脏中的mRNA水平趋于增加。此外，UGT8i似乎降低了这些基因的表达，表明UGT8介导的糖脂途径可能与炎症的发展有关。 微生物群依赖性脂质与相关基因的相关性分析 根据WGCNA的结果，只有脂质簇8和12与SPF/GF和衰老参数显著相关。脂质簇包含可能依赖微生物群的分子，包括含有奇数链的硫酸甾醇、BA、SLs和PC。由于脂质簇与基因簇8和19相关，我们进一步研究了微生物群依赖性脂质分子与相关基因之间的关联（扩展数据图5）。簇中所含的大多数脂质分子受SPF/GF参数的影响;一种硫酸甾醇（ST 28：1;0;S），两个SL（SL 17：0;0/16：0 和 SL 17：0;0/17:0;0）和一种PC（PC 17：1_18：2）被认为是与衰老相关的突出分子。硫酸吲哚醇是一种典型的尿毒性代谢物，可导致慢性肾脏病的进展。肠道细菌从色氨酸产生吲哚，磺基转移酶 1A1 （SULT1A1） 活性增加硫酸盐部分
。类固醇磺基转移酶如SULT2B1b负责产生硫酸胆固醇，其具有多种生物活性，例如抑制丝氨酸蛋白酶（例如胰蛋白酶和糜蛋白酶）和磷酸肌醇3-激酶
。我们的结果表明，硫酸甾醇代谢受微生物组的影响，微生物群依赖性磺脂（包括SLs）可能在肾脏稳态中发挥作用。脂质簇 8 和 12 与基因簇 8 和 19 之间的关联尚未报道。事实上，一些 BA，包括鹅去氧胆酸，通过调节核受体（如法尼醇
受体 （FXR））来调节多种代谢功能，这对于减少肾脏
的炎症和氧化应激至关重要。 与锌指结构域 2B （BAZ2B）、中心体蛋白
（CEP25O）、整合物复合物亚基 1 （INTS1）、跨膜蛋白 199 （TMEM199）、微管相关蛋白、RP/EB 家族成员 2 （MAPRE2）、接头相关蛋白复合
物亚基 （AP2M1）、琥珀酸脱氢酶复合物亚基
整合膜蛋白
（SDHC） 和酪氨酸 DNA 磷酸二酯酶 2 （TDP2） 相邻的溴结构域被预测为 FXR 转录因子的靶基因
。此外，还报道
了 midasin AAA ATP 酶 1 （MDN1）、PI 转移蛋白膜相关 2 （PITPNM2） 和 BAF 染色质重塑复合物亚基
与微生物组的关联。观察到 Pitpnm2、Bcl11b、Tdp2 和 Cep250 的年龄依赖性变化。因此，我们的研究结果将有助于从脂质组的角度理解宿主-微生物组相互作用的机制。
图7 |糖脂的代谢途径。a， 糖基神经酰胺和糖基甘油脂的代谢途径。通过将分类为脂质亚类的脂质分子的定量值相加来对每个脂质亚类进行定量。具有代谢途径的脂质和基因图谱被映射为点图。
值通过 Dunnett 检验（双侧）计算。
和
2 个月。
生物学上独立的样品，其中SPF和GF小鼠的结果在同一组中被识别。彩色圆圈和菱形符号以及黑色条与图 1-3 相同。黄色背景颜色表示脂质面板。红色、蓝色和绿色表示基因面板。红色、蓝色和绿色表示
b
b，左上角，真实标准
品-GlcCer 18：1（4E）（1OH，3OH）/18：0（蓝色）和
-GalCer 18：1（4E）（1OH，3OH）/18：0（粉红色）的提取离子色谱图（EICs）。右上，
-乳糖基神经酰胺18：1（4E）（
蓝色）和
-半乳糖基神经酰胺18：1（4E）（1OH，3OH）/17：0（粉红色）的EIC。左下角，HexCer 18：1 的铵加合物形式的 EIC;2O/16：0 用于雄性（黑色）和雌性（红色）小鼠。右下角，Hex2Cer 18：1的铵加合物形式的EIC;2O/16：0 用于雄性（黑色）和雌性（红色）小鼠。分别为真实标准品和肾组织提取物制备了三个技术和生物学重复。 讨论 我们在不同年龄小鼠的 13 种生物样本（包括组织、细胞和血浆）中展示了非靶向脂质组学的结果。这些结果为从性别差异和共生细菌依赖性的角度研究与衰老相关的代谢变化提供了最大的脂质组景观。虽然我们的研究不包括脑脂质组，但有几项研究调查了小鼠脑脂质组变化与衰老
的关联。 OPLS-R结果表明：（1）复合脂质中PUFA/MUFA比值在多个器官中增加;（2）含MUFAs的磷脂丰度降低;（3）含有多不饱和脂肪酸的TGs和磷脂丰度增加。尽管在血浆和血清脂质组学研究中报道了相似的 PUFA/MUFA 比率，但我们的结果表明，PUFA 和 MUFA 代谢的趋势是本研究所检查的器官中常见的衰老现象。含有PUFA的BMP的独特富集是值得注意的，因为只有少数研究调查了BMP的年龄依赖性。BMP脂质富集于晚期内体和溶酶体中，它们通过直接结合
促进酸性鞘磷脂酶的酶活性。细胞衰老与溶酶体稳态有关。胞质pH值的变化与溶酶体膜损伤
诱导的细胞衰老有关，酸性鞘磷脂酶活性随年龄增长
而增加。有趣的是，最近的一份报告将蜡样脂褐质沉着症神经元蛋白 5 （CLN5） 确定为 BMP 生物合成的负责酶，显示出
高于溶酶体
的酶活性增加。因此，BMP水平的年龄依赖性增加可能与溶酶体膜稳态和随后的组织细胞衰老有关。 我们发现了衰老过程中许多独特的脂质变化，这些变化与性别或微生物组有关。在粪便、小肠和大肠中观察到微生物群依赖性的脂质变化。在除骨髓外的远程器官中观察到 BA 和 SL 的微生物组依赖性变化。由于肠道细菌促进了 BA 中共轭部分的裂解，因此共轭和非共轭 BA 之间的 SPF/GF 比率的差异反映了微生物组酶活性的影响。Alistipes 和 Odoribacter 属产生具有生物活性的 SL，例如抗炎作用
。在这项研究中，基于 16S rDNA 扩增子测序存在 Alistipes，而未检测到 Odoribacter。一些SL分子与Alistipes的丰度高度相关，其细菌数量在老年小鼠的粪便中减少。Alistipes属与生态失调和疾病有关，并且已经报道了其致病性的对比证据;它对肝纤维化、结肠炎和心血管疾病具有保护作用，但与结直肠癌和抑郁症
的精神症状有关。对该机制的详细研究需要开发组织共生脂质及其生产者的数据库，以及多个器官的宏基因组序列。此外，MS成像应提供对细菌脂质的局部分布和生物学重要性的见解，以了解宿主和微生物组的关系。 我们的研究整合了肾脏转录组和脂质组，揭示了基因表达和脂质谱的相关性。 无花果。
UGT8i 给药后脂质和 mRNA 表达的变化。对于脂质组和 mRNA 表达数据，
使用 PBS 和 UGT8i 给药组（双侧）之间的 Mann-Whitney
检验计算值。
使用 FDR 校正调整值。此外，使用Mann-Whitney Utest比较年轻/PBS组和老年/PBS组（双侧）之间的mRNA表达数据。红色、黄色、绿色和蓝色分别代表 PBS/年轻组、UGT8i/年轻组、PBS/老年组和 UGT8i/年龄组。黑条表示响应的平均值。
和
。使用了 5 个生物学重复。 SPF/GF和男性/女性差异的观点。在男性肾脏中观察到醚连接甘油脂（包括醚 PC、醚 PI、醚 PS、醚 DG 和醚 MGDG）的年龄依赖性降低，其特征与 Agps 和 Far1 的表达水平相关。根据可以通过电喷雾电离 （+）-MS/MS 光谱区分烷基和烯基类型的 PE 物种的概况，醚键通常由其乙烯基醚部分具有抗氧化活性
的烯基（缩醛磷脂）类型组成。这些代谢物随着年龄的增长而减少被认为是过氧化物酶体的功能衰减，这在男性特异性转录组数据的GO分析中得到了丰富。此外，我们的结果表明，肾脏中的半乳糖基脂质代谢与Ugt8a水平高度相关。哺乳动物细胞中MGDG和DGDG生物合成的代谢尚不完全清楚，而UGT8a在中国仓鼠卵巢细胞中的重组表达丰富了MGDG脂质
。我们的研究结果强烈表明，UGT8 是负责半乳糖基脂质生物合成的酶，包括 MGDG、DGDG、GalCer、Gal2Cer 和磺胺肽。此外，我们的研究表明，抑制UGT8酶活性可能会影响肾脏中与年龄相关的慢性炎症。虽然Ugt8 8敲除小鼠表现出明显的震颤和进行性共济失调，但肾脏
中没有报告重大的形态或功能缺陷。应进一步研究半乳糖基脂质代谢在肾脏中的生物学重要性。 根据 ChIP-Atlas 分析，转录因子（包括 AR 和 STAT3）和活性组蛋白标记（H3K9ac、H3K27ac 和 H3K4me3）似乎在肾脏中调节基因表达。其中，STAT3 被确定为最显着富集的转录因子，人 FAR1 和 UGT8 被预测为 STAT3 的靶基因（参考文献 68）。我们进一步确定了 STAT3 在人类和小鼠中识别的序列的一致性，其在 JASPAR 中的基质 ID 分别为 MA0144.2 和 MA0144.1
。基于人UGT8和小鼠Ugt8a启动子区域的序列，使用JASPAR程序检测出高分的STAT3结合序列。这些结果表明，观察到的雄性和雌性小鼠之间糖脂的差异可能归因于调节肾脏中Ugt8a表达的年龄和性别依赖性AR-STAT3转录因子活性。此外，还注意到Gal2Cer和Hex3Cer的年龄依赖性增加。正如在法布里病中观察到的那样，这是由细胞内溶酶体酶
-半乳糖苷酶A（GLA）活性降低引起的，Gal2Cer和Hex3Cer的异常积累会导致严重的肾损伤
。鉴于Gla的表达水平在雄性和雌性小鼠之间以及老年小鼠和年轻小鼠之间没有变化，这些糖脂的积累可能是由于细胞内细胞器（如溶酶体）的生物合成增加或功能障碍。尽管SPF和GF小鼠之间的表达变化很小，但我们的分析揭示了微生物群依赖性脂质与宿主转录组之间的相关性，为未来的因果关系探索奠定了基础。 我们对小鼠的研究提供了可能转化为人类衰老过程的见解。KORA（奥格斯堡地区合作健康研究）F4 研究对 1,038 名年龄在 32-81 岁之间的男性和 1,124 名女性参与者进行了血清代谢分析，发现某些游离脂肪酸、PC 和 SM 与年龄呈正相关。TwinsUK（英国成人双胞胎登记处）登记处也证实了类似的结果，其中包括 742 名女性参与者
。我们的小鼠血浆脂质组还显示出与年龄相关的游离脂肪酸和几种PC和SM分子的增加，这与这些人类研究一致。此外，将百岁老人（
岁）的血清脂质组与老年人
的血清脂质组进行比较的研究表明，PC 和 SM 可以作为人类长寿的生物标志物
。此外，虽然一项关于健康人类血浆脂质分析的研究报告了酰基肉碱水平与年龄
之间的正相关关系，但我们的结果还显示小鼠酰基肉碱水平与年龄相关。相比之下，GOLDN（降脂药物遗传学和饮食网络）研究包括 980 名年龄
较大的参与者，发现血浆脂质水平存在性别差异，而小鼠的血浆脂质组没有显示出很大的性别差异
。除了人类血液活检样本外，人类肠道和粪便组织也是了解新陈代谢、微生物群和生物表型之间关系的有吸引力的生物样本。 一项分析上肠道脂质组变化的研究表明，SLs和AAHFAs在人类的粪便和上肠道中都存在，并且在肠道取样前服用口服抗生素的健康人中，它们的丰度显着降低
。同样，肠道细菌、营养状况和多个器官脂质变化的基本知识有助于对益生菌、益生元和后生元的各种想法和机制见解。此外，这项研究关于小鼠肾脏中糖脂代谢的性别和年龄依赖性变化的结果可能有助于阐明脂质代谢失调与人类疾病之间的机制。例如，在法布里病中，包括半乳糖基神经酰胺（Gb2，也称为 Gal2Cer）和球三糖基神经酰胺（Gb3，也称为 Hex3Cer）在内的球苷由于 GLA 的缺乏而积聚，GLA 会降解溶酶体中的这些分子。衍生物-Gb3 是人类法布里病不良结局的已知危险因素，其血清水平在男性
中显着更高。我们的研究结果将UGT8确定为一种潜在的酶，可以增加雄性小鼠
的水平，可以转化为理解与人类疾病相关的性别差异。 总之，这项研究为脂质代谢与衰老之间的潜在联系提供了实质性的见解。虽然这里描述的脂质代谢物的生物学重要性将得到进一步研究，但需要其他组学数据层，如蛋白质组学和宏基因组学，来检查宿主和细菌脂质代谢的协调机制。特别是，对肝脏和肠道进行综合分析很重要，因为这些器官的功能被认为受到衰老和肠道微生物群
的影响。将小鼠数据转化为人类情况以考虑我们研究结果的可扩展性也很重要。此外，由于本研究中仍有200多个独特且高丰度的峰未知，因此需要对未知光谱进行注释。原始MS数据的开放共享将促进计算MS更新的进一步注释，计算MS是代谢组学和脂质组学
的一个活跃研究领域。进一步的数据积累、生化验证和信息学研究将导致更好地了解细胞衰老和与年龄相关的慢性疾病的分子机制，并将有助于为建立健康和长寿的社会奠定基础。 方法 小鼠实验 所有动物实验均按照理化学研究所综合医学科学中心（2019-015（2））批准的伦理方案进行。从CLEA Japan购买4周龄的雄性和雌性C57BL / 6N小鼠
。GF小鼠被安置在RIKEN动物设施的GF隔离器中。所有小鼠均喂食AIN-93M食物（CLEA Japan）。收集肾、肝、肺、脾、骨骼肌、骨髓、血浆、耳皮、背皮、肠系膜、小肠、大肠及粪便。解剖后立即冷冻组织并储存至
脂质提取。时程实验的细节见附表1和附注。 脂质提取是按照先前报道的方法进行的，其中使用含有甲醇、氯仿和水（1：2：0.2）
的混合溶剂。本研究中使用的溶剂体积和内标的详细信息见补充表2和表5。简而言之，使用多珠减震器（Yasui Kikai）和金属锥体（Yasui Kikai）在2,500 rpm下对组织进行均质化，以达到
