社区老年人循环游离线粒体DNA、炎症标志物与认知和身体结局之间的关联

Associations between circulating cell-free mitochondrial DNA, inflammatory markers, and cognitive and physical outcomes in community dwelling older adults

作者信息Lolita S Nidadavolu, Danielle Feger, Diefei Chen, Yuqiong Wu, Francine Grodstein, Alden L Gross, David A Bennett, Jeremy D Walston, Esther S Oh, Peter M Abadir
PMID37221566
发布时间2023-05
DOI10.1186/s12979-023-00342-y

实验完整度

低

该研究为观察性队列分析,包含横断面和纵向分析,但无功能验证或机制验证实验。

主要模型

社区老年人队列(ROS-MAP和MARS)

重点核对

血清样本中短(79-bp)和长(230-bp)ccf-mtDNA片段的数字PCR定量 炎症标志物CRP、sTNFR1、TNFα、IL-6的ELISA检测 调整年龄、性别、种族和教育的广义估计方程模型 纵向分析使用潜在增长模型 生存分析使用Cox比例风险模型

摘要

背景:痴呆和衰弱是常见的与年龄相关的综合征,通常与慢性炎症有关。识别导致慢性炎症的生物因素和通路对于开发新的治疗靶点至关重要。循环游离线粒体DNA(ccf-mtDNA)已被提出作为免疫刺激物和急性疾病死亡率的潜在预测因子。痴呆和衰弱均与线粒体功能障碍、细胞能量受损和细胞死亡有关。ccf-mtDNA片段的大小和丰度可能指示细胞死亡的机制:长片段通常由坏死产生,而短片段由凋亡产生。我们假设血清中与坏死相关的长ccf-mtDNA片段和炎症标志物水平的升高与认知和身体功能下降以及死亡风险增加有关。结果:我们对672名社区老年人进行的研究显示,炎症标志物(C反应蛋白、可溶性肿瘤坏死因子α、肿瘤坏死因子α受体1 [sTNFR1]和白细胞介素-6 [IL-6])与血清中ccf-mtDNA水平呈正相关。尽管横断面分析显示短和长ccf-mtDNA片段之间没有显著关联,但纵向分析表明,较高的长ccf-mtDNA片段(与坏死相关)与随时间恶化的复合步态评分有关。此外,仅在sTNFR1水平升高的个体中观察到死亡风险增加。结论:在一个社区老年人队列中,ccf-mtDNA和sTNFR1与身体和认知功能受损以及死亡风险增加存在横断面和纵向关联。这项工作提示长ccf-mtDNA作为预测未来身体衰退的血源性标志物的作用。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
循环游离线粒体DNA(ccf-mtDNA)片段和炎症标志物是否与社区老年人的认知和身体功能下降以及死亡风险相关?
核心机制
坏死相关的长ccf-mtDNA片段可能作为损伤相关分子模式激活先天免疫,导致慢性炎症,进而促进身体和认知衰退。
主要证据
横断面分析显示ccf-mtDNA与炎症标志物正相关;纵向分析显示高长ccf-mtDNA与步态评分恶化相关;sTNFR1与死亡风险增加相关。
研究意义
ccf-mtDNA可能作为预测未来身体衰退的血源性标志物,sTNFR1与认知和身体衰退及死亡风险密切相关。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

队列样本收集与描述

描述社区老年人队列的基线特征并获取血清样本。

从ROS-MAP和MARS队列中获取672名参与者的血清样本,并收集人口统计学、认知和身体功能数据。

2

ccf-mtDNA片段定量

定量血清中短(凋亡相关)和长(坏死相关)ccf-mtDNA片段。

使用数字PCR方法,针对线粒体16S rRNA基因设计两对引物,分别扩增79-bp和230-bp片段。

3

炎症标志物检测

测量血清中CRP、sTNFR1、TNFα和IL-6的水平。

使用Meso Scale Discovery(MSD)V-plex电化学发光平台进行ELISA检测。

4

横断面关联分析

评估ccf-mtDNA与炎症标志物及认知/身体功能之间的横断面关联。

使用广义估计方程(GEE)模型分析ccf-mtDNA与炎症标志物、认知和身体功能的关系。

5

纵向关联分析

评估基线ccf-mtDNA水平与认知和身体功能随时间变化的关系。

使用潜在增长模型分析8年随访期间ccf-mtDNA与认知和身体功能变化的关系。

6

生存分析

评估ccf-mtDNA和炎症标志物与死亡风险的关联。

使用Cox比例风险模型估计死亡风险比。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
靶向线粒体核糖体16S基因的引物Integrated DNA Technologies--
Constellation数字PCR系统Formulatrix--
MSD V-plex电化学发光平台Meso Scale Discovery--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
ccf-mtDNA定量
数字PCR引物序列设计(79-bp和230-bp)
阅读提示:Methods: Biological measures, Digital PCR
ccf-mtDNA定量
血清处理和热变性条件
阅读提示:Methods: Biological measures, Run preparation
炎症标志物检测
ELISA平台和检测试剂
阅读提示:Methods: Biological measures, ELISA
统计分析
GEE模型调整变量
阅读提示:Methods: Analyses