Oroboros O2k在揭示不同年龄段骨骼肌线粒体功能变化中的应用
2025-04-07 来源:本站 点击次数:251
“Skeletal muscle mitochondrial fragmentation predicts age‐associated decline in physical capacity” 发表于《Aging Cell》杂志，通过对年轻和中年个体的骨骼肌横断面研究，发现骨骼肌线粒体碎片化与年龄相关的身体功能下降密切相关，为研究衰老过程中身体机能衰退的机制提供了重要依据。
研究背景：
全球人口老龄化加剧，骨骼肌健康和功能随年龄下降，影响老年人活动能力和生活质量。线粒体功能障碍是衰老标志之一，在骨骼肌中也有体现，但骨骼肌线粒体碎片化在年龄相关功能衰退中的作用尚不明确。本研究旨在探讨年轻和中年个体骨骼肌线粒体特征差异与身体功能的关系。
O2k相关实验方法：
研究人员招募了 12 名年轻（27±5 岁）和 10 名中年（55±6 岁）休闲运动人员作为志愿者，采集了他们的骨骼肌进行能量代谢研究。实验过程中，研究人员将新鲜分离的骨骼肌纤维用皂苷进行透化处理，随后将其转移至含有呼吸介质Mir05的Oroboros O2k舱室中，在 37°C 的环境下，进行线粒体呼吸功能检测，氧气浓度维持在300 - 500 μM，以避免氧气供应限制对实验结果产生干扰。
O2k相关实验结果：
年轻组和中年组的整体氧化磷酸化能力相似，但中年组的线粒体形态却出现了明显变化。他们的肌原纤维间线粒体网络更加碎片化，线粒体嵴密度降低，同时肌膜下线粒体密度也减少。进一步的分析发现，线粒体的这些变化与身体功能密切相关。线粒体嵴密度和线粒体碎片化程度能够强烈预测全身的物理能力，而肌膜下线粒体密度则与肌肉氧气提取能力紧密相关。这意味着，随着年龄增长，线粒体的这些变化可能是导致身体功能下降的重要原因。
结论：
研究发现衰老与骨骼肌线粒体变化相关，包括线粒体碎片化、嵴密度和肌膜下线粒体密度降低，说明线粒体的变化与身体功能下降紧密相关。O2k的检测在实验中揭示了骨骼肌线粒体呼吸功能的变化，为理解衰老机制提供依据，干预线粒体健康或可延缓衰老。
参考文献：Goulding RP, Charlton BT, Breedveld EA, van der Laan M, Strating AR, Noort W, Kolodyazhna A, Appelman B, van Vugt M, Grootemaat AE, van der Wel NN, de Koning JJ, Bloemers FW, Wüst RCI. Skeletal muscle mitochondrial fragmentation predicts age-associated decline in physical capacity. Aging Cell. 2025 Feb;24(2):e14386. doi: 10.1111/acel.14386Epub 2024 Dec 4. PMID: 39630001; PMCID: PMC11822651.
O2k 系统通过高分辨率的极谱氧电极和全功能的荧光技术实现对样本的线粒体氧化磷酸化功能以及生物体组织/细胞的能量代谢代谢进行精准定量及分析。
在检测样本整体代谢水平的同时还可一次性同时表征线粒体各复合体功能活性差异：Oroboros O2k提供了一种独特的 SUIT（底物-解偶联剂-抑制剂-滴定，Substrate-uncoupler-inhibitor-titration）检测方案来检测线粒体氧化磷酸化各复合体的功能活性；
可实现多功能参数检测：可同时检测 pO2（耗氧率）、RCR（呼吸控制比率）、pH（产酸率）、MMP（线粒体膜电位）、ROS（活性氧）、ATP（三磷酸腺苷）、Ca2+（钙离子）、NO（一氧化氮）、H2S（硫化氢）、TPP +（四苯基膦）、NADH（辅酶Ⅰ） CoQ（质体醌）、植物氧气释放速度等；
电极法检测指标：pH、H2O2、TPP +、H2S、NO、质体醌
荧光法检测指标：MMP、ATP、Ca2+、ROS、NADH
适用于多种样本类型：可直接测量线粒体、原代细胞、传代细胞、组织器官、血液、微生物、植物细胞等，无需过夜培养，样品快速检测，更接近体内的能量代谢水平。
样本舱为杜兰玻璃材质，无使用耗材，实验试剂开放。
可特异性设计实验，最多可以加入 20 多种底物、抑制剂。
24孔板每孔单独进行实验，独立切向流换液、加药系统。
6个试剂池，可实现4-5种药物重复、多次准确加入及更换同时检测产酸率、耗氧率、细胞膜电阻抗，实现实时影像跟监测相结合的仪器全自动移液站，可实现连续监测几小时、几天、几周至数月的长期实验。
设备具备显微扫描成像系统，首创实现细胞能量代谢数据与显微细胞影像同时实时监测 ；
具有全自动移液工作站，可进行几周至数月的长期试验；精确的控温、控氧、控湿系统和全自动高精度移液工作站，为细胞生长提供必要的条件，可以使系统进行长期的实验操作，实现持续监测数天、数周甚至数月之久。
实现长时间细胞活性分析：细胞代谢活性:pO2(OCR)、pH(ECAR)、细胞增殖：impedance(阻抗)；
技术特点：无标记检测、多维度分析、长时间监测、全自动操作.
研究背景：
全球人口老龄化加剧，骨骼肌健康和功能随年龄下降，影响老年人活动能力和生活质量。线粒体功能障碍是衰老标志之一，在骨骼肌中也有体现，但骨骼肌线粒体碎片化在年龄相关功能衰退中的作用尚不明确。本研究旨在探讨年轻和中年个体骨骼肌线粒体特征差异与身体功能的关系。
O2k相关实验方法：
研究人员招募了 12 名年轻（27±5 岁）和 10 名中年（55±6 岁）休闲运动人员作为志愿者，采集了他们的骨骼肌进行能量代谢研究。实验过程中，研究人员将新鲜分离的骨骼肌纤维用皂苷进行透化处理，随后将其转移至含有呼吸介质Mir05的Oroboros O2k舱室中，在 37°C 的环境下，进行线粒体呼吸功能检测，氧气浓度维持在300 - 500 μM，以避免氧气供应限制对实验结果产生干扰。
O2k相关实验结果：
年轻组和中年组的整体氧化磷酸化能力相似，但中年组的线粒体形态却出现了明显变化。他们的肌原纤维间线粒体网络更加碎片化，线粒体嵴密度降低，同时肌膜下线粒体密度也减少。进一步的分析发现，线粒体的这些变化与身体功能密切相关。线粒体嵴密度和线粒体碎片化程度能够强烈预测全身的物理能力，而肌膜下线粒体密度则与肌肉氧气提取能力紧密相关。这意味着，随着年龄增长，线粒体的这些变化可能是导致身体功能下降的重要原因。
研究发现衰老与骨骼肌线粒体变化相关，包括线粒体碎片化、嵴密度和肌膜下线粒体密度降低，说明线粒体的变化与身体功能下降紧密相关。O2k的检测在实验中揭示了骨骼肌线粒体呼吸功能的变化，为理解衰老机制提供依据，干预线粒体健康或可延缓衰老。
参考文献：Goulding RP, Charlton BT, Breedveld EA, van der Laan M, Strating AR, Noort W, Kolodyazhna A, Appelman B, van Vugt M, Grootemaat AE, van der Wel NN, de Koning JJ, Bloemers FW, Wüst RCI. Skeletal muscle mitochondrial fragmentation predicts age-associated decline in physical capacity. Aging Cell. 2025 Feb;24(2):e14386. doi: 10.1111/acel.14386Epub 2024 Dec 4. PMID: 39630001; PMCID: PMC11822651.
O2k 系统通过高分辨率的极谱氧电极和全功能的荧光技术实现对样本的线粒体氧化磷酸化功能以及生物体组织/细胞的能量代谢代谢进行精准定量及分析。
在检测样本整体代谢水平的同时还可一次性同时表征线粒体各复合体功能活性差异：Oroboros O2k提供了一种独特的 SUIT（底物-解偶联剂-抑制剂-滴定，Substrate-uncoupler-inhibitor-titration）检测方案来检测线粒体氧化磷酸化各复合体的功能活性；
可实现多功能参数检测：可同时检测 pO2（耗氧率）、RCR（呼吸控制比率）、pH（产酸率）、MMP（线粒体膜电位）、ROS（活性氧）、ATP（三磷酸腺苷）、Ca2+（钙离子）、NO（一氧化氮）、H2S（硫化氢）、TPP +（四苯基膦）、NADH（辅酶Ⅰ） CoQ（质体醌）、植物氧气释放速度等；
电极法检测指标：pH、H2O2、TPP +、H2S、NO、质体醌
荧光法检测指标：MMP、ATP、Ca2+、ROS、NADH
适用于多种样本类型：可直接测量线粒体、原代细胞、传代细胞、组织器官、血液、微生物、植物细胞等，无需过夜培养，样品快速检测，更接近体内的能量代谢水平。
样本舱为杜兰玻璃材质，无使用耗材，实验试剂开放。
可特异性设计实验，最多可以加入 20 多种底物、抑制剂。
24孔板每孔单独进行实验，独立切向流换液、加药系统。
6个试剂池，可实现4-5种药物重复、多次准确加入及更换同时检测产酸率、耗氧率、细胞膜电阻抗，实现实时影像跟监测相结合的仪器全自动移液站，可实现连续监测几小时、几天、几周至数月的长期实验。
设备具备显微扫描成像系统，首创实现细胞能量代谢数据与显微细胞影像同时实时监测 ；
具有全自动移液工作站，可进行几周至数月的长期试验；精确的控温、控氧、控湿系统和全自动高精度移液工作站，为细胞生长提供必要的条件，可以使系统进行长期的实验操作，实现持续监测数天、数周甚至数月之久。
实现长时间细胞活性分析：细胞代谢活性:pO2(OCR)、pH(ECAR)、细胞增殖：impedance(阻抗)；
技术特点：无标记检测、多维度分析、长时间监测、全自动操作.
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