ヒト骨格筋老化のネットワークベースの地図

科学分野:

• ゲノム学と分子生物学;老化研究;骨格筋生理学

背景:

• 骨格筋の老化は、遺伝学と負荷によって影響を受け、代謝および身体能力の低下につながります。既存のシーケンシング技術は、ヒト筋の完全な生理学的異質性をモデル化するのに苦労しています。筋における加齢に伴う分子変化の包括的な理解は、介入を開発するために不可欠です。

研究 の 目的:

• 老化スペクトル全体にわたるヒト筋の詳細な転写資源を作成すること。筋老化と負荷状態の影響を分析するための新しい計算モデルを開発すること。筋老化と脆弱性に関与する主要な遺伝子、経路、および細胞タイプを特定すること。

主な方法:

• 1,675のヒト筋生検の詳細な転写プロファイリング。転写データと機械学習を使用した定量的ネットワークモデル（QNMs）の開発。単一細胞RNAシーケンシング、空間トランスクリプトミクス（GeoMX、Xenium、Merscope）、および既存の生物学的シグネチャ（ラパマイシン、インスリン抵抗性）の統合。

主要な成果:

• 3,000以上の遺伝子が筋年齢に伴って差次的に発現しました。新しい前脆弱性シグネチャは、実験的萎縮と重複しました。高齢者の筋における肥大シグネチャは、若年者の筋とは異なり、加齢に伴う転写的多様性変化に反対しました。ネットワーク分析により、インスリン感受性、老化、および筋生物学に新たにリンクされたトップハブ遺伝子の80％を特定した遺伝子相互作用が特定されました。

結論:

• 50歳以上の個人において、筋負荷状態に不変の、検証された転写的な「年齢時計」が開発されました。空間トランスクリプトミクスは、老化および負荷応答性遺伝子を特定の細胞タイプに特定し、分泌因子に関する洞察を明らかにしました。この研究は、老化研究と筋の健康を進歩させるための包括的なゲノムデータセットと検索可能なQNMリソースを提供します。