中老年人脂肪因子、骨骼肌功能与骨密度之间的潜在相关性

A potential correlation between adipokines, skeletal muscle function and bone mineral density in middle-aged and elderly individuals.

作者信息Wenhao Wang, Xuchao Gu, Ziyi Cao, Xiaojun Wang, Yiming Lei, Xiaoli Xu, Shiwen Wang, Tao Wu, Zhijun Bao
PMID37525169
发布时间2023-07-31
DOI10.1186/s12944-023-01879-z

实验完整度

包含横断面研究(临床样本)、生物信息学分析(三个RNA-seq数据集)及体外WB/ELISA验证,但缺乏体内功能验证。

主要模型

中老年人群(50-90岁) 外周血单核细胞(PBMCs) 血浆样本 骨骼肌RNA-seq数据集(GSE111006, GSE111010, GSE111016)

重点核对

样本量:共125名中老年人纳入分析,按性别和SMM中位数分组(男28.8kg,女20.6kg),高SMM组69人,低SMM组56人 分组依据:性别和骨骼肌质量(SMM)中位数 检测指标:握力、FTSST、BMD(腰椎、全髋、股骨颈)、炎症标志物(IL-6、CRP) 组织来源:PBMCs和血浆,用于WB和ELISA验证LEP、ADIPOQ、RBP4、DPP4等 统计方法:t检验或Mann-Whitney U检验、卡方检验、二元logistic回归、Spearman相关分析

摘要

背景:有证据表明炎症与骨骼肌功能和骨密度(BMD)下降之间存在密切关联;然而,这些关联的具体机制仍不清楚。脂肪因子作为炎症反应的关键调节因子,可能参与这些过程。本研究旨在探讨中老年人脂肪因子、骨骼肌功能与BMD之间的潜在相关性。方法:在复旦大学附属华东医院(中国上海)进行了一项比较横断面研究。共招募460名中老年人,其中125人纳入分析。测量了他们的生化指标、身体成分、骨骼肌功能和BMD。还采用生物信息学分析来识别与骨骼肌功能和BMD相关的潜在脂肪因子靶点。为了验证这些靶点,从这些个体中采集血浆和外周血单核细胞(PBMCs),并进行蛋白质印迹(WB)和酶联免疫吸附测定(ELISA)。结果:根据中位骨骼肌质量(SMM)(男性28.8 kg,女性20.6 kg),该横断面研究中的个体被分为两组。与SMM较高的个体相比,SMM较低的个体表现出较差的握力(P = 0.017)、较长的五次坐立试验(FTSST)持续时间(P = 0.029)、较低的全髋BMD(P = 0.043)、较低的股骨颈BMD(P = 0.011)和较高的炎症标志物水平。生物信息学分析确定LEP、ADIPOQ、RBP4和DPP4为与骨骼肌功能和BMD相关的潜在脂肪因子靶点。体外实验表明,骨骼肌功能和BMD降低的个体这些脂肪因子的表达水平较高。结论:中老年人骨骼肌功能与BMD呈正相关,与炎症标志物水平呈负相关。骨骼肌功能和BMD较低的个体往往具有较高的LEP、ADIPOQ、RBP4和DPP4表达。

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
中老年人脂肪因子、骨骼肌功能与骨密度之间是否存在潜在相关性,以及脂肪因子是否可能通过炎症机制参与其中。
核心机制
脂肪因子(LEP、ADIPOQ、RBP4和DPP4)可能通过激活炎症反应,导致骨骼肌功能下降和骨密度降低,参与肌少症和骨质疏松的发生。
主要证据
横断面研究显示SMM较低者握力、BMD较低,IL-6和CRP较高;生物信息学分析识别出脂肪因子靶点;体外WB和ELISA证实低骨骼肌功能组PBMCs和血浆中LEP、ADIPOQ、RBP4、DPP4等表达升高。
研究意义
研究首次发现PBMCs内瘦素和脂联素蛋白水平可能影响肌肉量和功能,为未来开发提高骨骼肌功能的治疗方法提供潜在靶点。

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

横断面研究设计与分组

比较中老年人中不同骨骼肌质量(SMM)水平下骨骼肌功能、骨密度及炎症标志物的差异。

招募125名中老年人,按性别和SMM中位数(男28.8kg,女20.6kg)分为高SMM组(69人)和低SMM组(56人),测量身体成分、握力、FTSST和BMD,并检测IL-6、CRP等炎症标志物。

2

生物信息学分析筛选脂肪因子靶点

识别与骨骼肌功能和骨质疏松相关的潜在脂肪因子靶点。

从GEO数据库获取三个RNA-seq数据集(GSE111006, GSE111010, GSE111016),包括33个骨骼肌功能下降样本和42个对照样本,进行差异基因表达分析、KEGG通路富集、免疫相关基因筛选和CIBERSORT免疫浸润分析,并构建PPI网络筛选脂肪因子靶点。

3

体外验证脂肪因子表达水平

验证候选脂肪因子在不同骨骼肌功能和BMD个体中的表达差异。

从每组选取10名个体提取PBMCs进行Western blot检测LEP和ADIPOQ;每组12名个体血浆进行ELISA检测LEP、ADIPOQ、RBP4、DPP4、IL-8和TNF-α。

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
InBody 770InBody--
CAMRY电子握力计CAMRY--
双能X射线吸收测定法----
RIPA裂解缓冲液BioLegend--
LEP兔多克隆抗体ABclonal Technology--
ADIPOQ兔多克隆抗体ABclonal Technology--
HRP标记的山羊抗兔IgGABclonal Technology--
LymphoprepStemcell Technologies--
ELISA试剂盒Elabscience Biotechnology--

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
受试者分组与纳入
年龄范围50-90岁,性别特异性SMM中位数(男28.8kg,女20.6kg),按性别和SMM分组,样本量为125例,需核对纳入和排除标准(见图2)。
阅读提示:Methods: Study design of the comparative cross-sectional study; Figure 2
身体成分与骨骼肌功能测量
握力测量使用CAMRY电子握力计,测试坐位伸肘优势手;FTSST计时需保持统一指示;身体成分由InBody 770测得。
阅读提示:Methods: 身体成分评估和骨骼肌功能测量
骨密度测量
使用DXA测量腰椎、全髋和股骨颈BMD,T值标准按WHO定义(<-1为骨量减少,<-2.5为骨质疏松)。
阅读提示:Methods: BMD测量;Results 表2
血液样本采集与处理
空腹12小时后采血,测生化指标;血浆采集用EDTA管,500×g离心5分钟;PBMC分离用Lymphoprep密度梯度离心,保存于-80°C。
阅读提示:Methods: Blood sampling
Western blot检测
使用RIPA裂解液提取PBMC蛋白,SDS-PAGE分离,PVDF膜转印,一抗稀释1:1000,二抗稀释1:2000,实验重复三次。
阅读提示:Methods: Western blotting assay
ELISA检测
血浆样本检测LEP、ADIPOQ、RBP4、DPP4、IL-8、TNF-α,按试剂盒说明书操作,450nm处测OD值,实验重复三次。
阅读提示:Methods: ELISA
生物信息学分析
使用GEO数据集GSE111006, GSE111010, GSE111016,差异表达筛选阈值adj.P.Val<0.05和|log2FC|>1;KEGG分析阈值P.Val<0.05;PPI网络置信度>0.4。
阅读提示:Methods: 数据获取和预处理、DEGs识别和KEGG分析、IRGs和免疫浸润分析、脂肪因子靶点筛选